mi band

Автоматизація наукових досліджень — №1

Тема: «Автоматизація наукових досліджень» (50 годин)

10. Вступ

Підвищення ефективності суспільного виробництва зв’язано з його інтенсифікацією, на основі прискорення науково-технічного прогресу, що у свою чергу вимагає підвищення ефективності наукових досліджень. Автоматизація наукових досліджень — основний шлях рішення цієї проблеми.

Дисципліна «Основи наукових досліджень» є складовою частиною підготовки магістрів. Одним із завдань дисципліни є вивчити теоретичні основи побудови автоматизованих наукових досліджень. У процесі вивчення дисципліни студент повинен ознайомитися з загальною концепцією побудови АСНД й організацією робіт з їхнього створення, складовими частинами технічного забезпечення АСНД, складом і структурою програмного забезпечення АСНД.

На основі отриманих знань студент повинний опанувати методами проектування АСНД, уміти вибрати ефективні обробки результатів досліджень і керування ходом наукових експериментів і реалізовувати їх з урахуванням можливостей технічних засобів у виді конкретних підсистем АСНД.

Автоматизація наукових досліджень, що виникла більш 30 років тому у фізиці, перетворилася в окрему галузь. Науково-виробничий потенціал суспільства визначається зараз у чималому ступені і рівнем автоматизації.

Для підвищення ефективності наукових досліджень необхідно вирішити двох проблем.

Перша — створення сучасної бази автоматизації і планування наукових досліджень, заснованої на широкому впровадженні ЕОМ, вимірювально-інформаційних систем, стандартизації апаратного і програмного забезпечення ЕОМ.

Друга — підготовка інженерних і наукових кадрів, здатних створити, освоїти і впровадити автоматизовані системи.

З вирішенням другої проблеми і пов’язане введення в програму вищої школи дисципліни ОНД — основи наукових досліджень.

Визначення. Під АСНД розуміють програмно-апаратний комплекс на базі засобів вимірювальної й обчислювальної техніки для проведення наукових чи досліджень комплексних випробувань об’єктів на основі одержання і використання моделей досліджуваних об’єктів, явищ і процесів.

Дисципліна ОНД містить у собі загальні концепції побудови АСНД, організацію робіт з їхнього створення, технічне забезпечення АСНД, склад і структуру програмного й інформаційного забезпечення АСНД.

Мета дисципліни — освоєння майбутнім фахівцем — методів проектування АСНД, питань вибору ефективних алгоритмів обробки результатів досліджень і керування науковим експериментом, прийомів їх реалізації з урахуванням можливостей технічних засобів і програмного забезпечення різних підсистем АСНД. Це дозволить досліднику розробляти і створювати АСНД, а також ефективно використовувати готові вимірювально-інформаційні комплекси к повсякденній роботі.

11. Загальні питання побудови АСНД

У науковій діяльності одне з перших місць займають прилади й інструменти. Тому в даний час для підвищення ефективності наукових досліджень важливого значення набуває автоматизація наукових досліджень, що дозволяє не тільки автоматизувати експеримент, але і здійснити моделювання досліджуваних об’єктів, явищ і процесів, вивчення яких традиційними засобами неможливе. Рішенню цієї задачі покликані служити автоматизовані системи наукових досліджень (АСНД).

11.1. Особливості наукових досліджень як об’єкта автоматизації.

Для тогощоб автоматизувати той чи інший об’єкт, необ­хі­дно ясно представити його основні особливості. Для автоматизації наукових досліджень доцільно виділити деякі їхні Головні риси. До них відносять наступні.

1. Багатогранність дослідницької діяльності, що включає в себе елементи різного характеру: постановка наукової задачі, розробка теорії, проведення наукових розрахунків, моделювання, систематизація і пошук наукової інформації, розробка методології експерименту, проведення експерименту, обробка, нагромадження і відображення інформації, інтерпретація результатів, прийняття рішень і т. д. Різні сторони наукової діяльності в неоднаковому ступені піддаються формалізації і реалізації в рамках АСНД. Порівняно просто автоматизуються процедури, зв’язані з проведенням експерименту (реєстрація, обробка, нагромадження, відображення інформації і т. п.). Разом з этим, такі сторони наукової діяльності, як постановка задачі дослідження, розробка теорії, інтерпретація результатів вимагають обов’язкової творчої участі людини-дослідника.

2. Істотна роль людського фактора. Людина залишається головною, ключовою фігурою дослідження і при наявності автоматизованої системи. З погляду розроблювача АСНД це означає необхідність створення максимальних зручностей користувачу АСНД при роботі із системою. Як наслідок цього, у сучасних АСНД спостерігається широке використання діалогового режиму роботи, засобів графічного представлення інформації.

3. Високий рівень апріорної невизначеності ходу і результатів дослідження. Наукові дослідження завжди проводяться для одержання деякої нової інформації про властивості об’єкта досліджень. Тому, розроблювачі АСНД завжди змушені працювати в при дефіциті апріорної інформації. Це одне з принципових відмінностей АСНД від автоматизованих систем інших класів (АСУТП, АСУП, САПР). Дана особливість вимагає таких технічних рішень при створенні АСНД, що дозволяють зробити систему максимально гнучкої, легко перебудовуваної, модернізованої з урахуванням нової інформації про об’єкт дослідження, отриманої в ході відпрацьовування системи автоматизації.

4. Безперервність процесу наукового дослідження. Дослідницька діяльність носить, як правило, безупинний характер, тому що будь-який дослідник по завершенні деякого етапу робіт звичайно намічає їхній подальший розвиток, формулюючи нову програму робіт (нову мету, задачу і т. п.) для того ж, чи іншого об’єкта. Це означає необхідність безупинного розвитку, удосконалювання відповідної АСНД. Фактично, роботи зі створення будь-якої АСНД ніколи не можуть вважатися цілком завершеними. Стан незмінності для АСНД завжди обмежено відрізком часу — тим меншим, чим більш плідним є дослідження.

5. Унікальність наукового дослідження. Кожне наукове дослідження має визначені особливості, що відрізняють його від інших аналогічних досліджень. Ці особливості можуть виявлятися в різних дослідженнях у неоднаковому ступені; однак тією чи іншою мірою їхня присутність обов’язкова, оскільки інакше таке дослідження вже не може відноситися до категорії наукового. Риси унікальності можуть бути обумовлені багатьма причинами, зв’язаними з особливостями самого об’єкта дослідження, постановки задачі, підходу до дослідження, методу експериментування, використовуваного устаткування і т. д.

У зв’язку з унікальністю наукових досліджень, кожна АСНД, як правило, має специфічні риси, властивій тільки даній системі в частині её технічного, програмного чи науково-методичного забезпечення.

6. Різноманіття дослідницьких задач. Людина прагне пізнати навколишній світ у всій його складності, у взаємозв’язку всіх сторін явища, поводження і властивостей приватних процесів. Можна виділити деякі основні моменти, що дозволяють більш конкретно вказати, у чому ж складається різноманіття дослідницької роботи. До їхнього числа звичайно відносять:

· різноманіття об’єктів дослідження в різних галузях наук, в окремій галузі і навіть у межах однієї предметної області;

· розмаїтість фізичних процесів, що характеризують поводження як завгодно складного об’єкта дослідження;

· по-різному масштабність (просторова і тимчасова) досліджуваних об’єктів, і відповідного устаткування;

· розмаїтість умов реалізації досліджень ( від комфорту стаціонарних лабораторій до досліджень за допомогою засобів, що знаходяться на рухливих носіях у несприятливих умовах на значному видаленні від дослідника);

mi band