СИСТЕМЫ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ
— совокупность технических средств, обеспечивающих представление данных для людей-операторов, а также подачу операторами команд при контроле и управлении.
(рис. см. скан)
I. Внешние характеристики систем отображения информации.
Чаще всего данные воспроизводятся в визуальной форме, и соответственно в состав С. о. и. входят индикаторы информации и устройства отображения информации.
Первые С. о. и. появились в начале 20 ст. в телефонии (ручные коммутаторы). Дальнейшее развитие С. о. и. связано с ростом сложности и автоматизацией производственных процессов, с увеличением зон обслуживания и централизацией, а это потребовало разработки мнемонических щитов контроля и управления. К концу 50-х годов по габаритам и насыщенности приборами эти щиты все чаще превосходили информационные возможности человека-оператора. Появление АВМ и особенно ЦВМ, широкое внедрение их в сферы управления исследованиями, производством, транспортом и связью, а также в военно-командные системы привело к слиянию задач построения устройств оперативного ввода — вывода информации в машины и задач проектирования щитов контроля и управления.
Классификация С. о. и. по общим характеристикам приведена на рис. 1. В частности по применениям С. о. и. разделяются на справочные (напр., расписание движения поездов), диагностические (индикаторы встроенного контроля), обучающие (тренажеры) и управляющие (пункт управления воздушным движением); по источнику информации — на получающие данные от людей (напр., разведки), от схем для моделей (контрольно-проверочная аппаратура), от автомат, датчиков (сложный эксперимент), от устройства формирования изображений (фототелеграфных, телевизионных) и от вычислительных машин; по степени обработки данных — на С. о. и. без обработки (напр., индикаторы температуры), с фильтрацией (радиолокационные системы), с развитыми вычислениями (чаще всего на базе ЭВМ) по числу пользователей — на индивидуальные (приборная доска пилота), групповые (оборудование для принятия административных решений) и массовые (демонстрационные табло); по квалификации пользователей — на С. о. и. для специалистов, компетентных и случайных людей; по типу обмена — на С. о. и. с односторонним (напр., запрос данных или передача указаний), двухсторонним (диаложным) или многосторонним (обеспечивающим беседу группы пользователей между
собой и с машиной) обменом; по допустимому времени обмена — на С. о. и. без ограничений (напр., фиксирующие отчетные показатели), с комфортным временем (терминал для научных вычислений) и с реальным временем (управление с обратной связью); по условиям работы — на стационарные (напр., щит управления химкомбинатом), мобильные (пункт управления боем) и бортовые (С. о. и. атомной подводной лодки).
В информационные характеристики С. о. и. (рис. 2) включены свойства языков управления технологическими процессами — методы кодирования, порождения изображений и обращения с информацией.
(рис. см. скан)
2. Информационные (языковые) характеристики систем отображения информации.
При кодировании данных в качестве символов могут использоваться только двоичные сигналы, по мере усложнения задач к ним добавляются цифры, буквы, иероглифы (постоянные обозначения часто встречающихся явлений и событий) и графемы (элементы графических изображений). Для кодирования данных применяются также цвет, яркость и звук. На базе этих изобразительных средств можно формировать отдельные коды, числа, буквенноцифровой текст, графики, схемы и рисунки.
Часто дополнительно требуется совмещение текущих данных с опорной информацией (напр., организация данных в виде таблиц, нанесение координатной сетки на графики, сопряжение текущих данных с картой или глобусом), объединение двух отображаемых процессов или совмещение отображения с реальной панорамой (наложение буквенно-цифровых текстов на переднее стекло кабины летчика). При этом изображение может иметь различный формат. Обращение с данными также варьируется в широких пределах и включает в себя их обновление, управление, редактирование и фиксацию. Напр., С. о. и., предназначенная для администрации крупной фирмы, имеет следующие информационные характеристики: набор символов — цифры, буквы (вывод из ЦВМ массивов, таблиц и др. записей), иероглифы (обозначения типов оборудования, статей плана и бюджета и должностей в организационной структуре), а также графемы (для построения круговых и сопоставительных диаграмм, схем и графиков). С. о. и. выполняется многоцветной, с речевым выводом дополнительных данных, предусматривается полное обновление информации, управление ею по вызову каждого из администраторов (участников совещания), в т. ч. глубокое редактирование — нанесение меток, стирание и добавление данных. Лица, готовящие информацию, могут дополнительно сдвигать изображения и менять их масштаб.
Наиболее широко используются С. о. и., оформленные в виде панелей и пультов — металлйческих конструкций, на которых жестко размещены элементы, чаще всего строками и столбцами (рис. 3). Эти традиционные панели и пульты имеют существенные недостатки; их элементы неполностью сочетаются с фоном; опорную информацию нельзя изменять; С. о. и. является развернутой, излишние на данном этапе данные загромождают оперативное поле
и пр. Во многом свободны от указанных недостатков мозаичные панели и пульты (рис. 4) — ячеистые конструкции, позволяющие просто и быстро собрать оперативное поле из стандартных модулей. Типов модулей существует от 5 до 20. Разрабатываются стандартные модули для пассивных и активных мнемосхем, для приборных панелей, для индивидуального и избирательного контроля, с постоянно индицируемой или появляющейся по мере надобности информацией. По сравнению с традиционными мозаичные панели и пульты упрощают проектирование и эксплуатацию, но удорожают систему.
3. Традиционный пульт управления.
В традиционные и мозаичные С. о. и. в виде блоков все чаще включаются типичные устройства ввода — вывода данных ЦВМ (напр., алфавитно-цифровые печатающие устройства, графические регистрирующие и микрофильмирующие устройства, а также устройства наглядного отображения на электроннолучевых трубках ЭЛТ). Функции названных блоков непрерывно расширяются, и в результате этого С. о. и. все более становятся периферийной частью вычислительных систем. Из таких С. о. и. наиболее интересны многоцелевые — использующие ЭЛТ, индикаторные лампы, клавиатуры и световой карандаш. Индикаторные лампы отображают последовательность работы С. о. и., оповещают оператора о сбоях. Клавиатура служит для ввода символов (функциональная группа), вызова программ и общего редактирования данных (группа управления) и развития системы (свободная группа). Световой карандаш идентифицирует данные непосредственно на экране ЭЛТ, позволяет реализовать тонкое редактирование, а также непосредственный ввод графической информации в машину. В случае значительного удаления от вычисл. системы и дистанционной передачи данных такая С. о. и. пополняется буферным ЗУ или даже спец. процессором и наз. терминалом. Многоцелевая С. о. и. успешно применяется при исследовании, проектировании, конструировании и моделировании методами вычислительной графики. Она рассчитана на индивидуальных пользователей. При необходимости группового (коллективного) взаимодействия применяются проекционные устройства отображения.
Чтобы обеспечить универсальность применения С. о. и. на основе распознавания речевых сигналов и синтеза речевых сигналов, необходимо дополнительно использовать речевой обмен. Ввод речи возможен пока лишь для ограниченного словаря (10—50 слов) и определенного круга операторов. Речевой вывод заранее запрограммированной и заложенной в память машины информации (в виде корней слов, суффиксов, приставок, а также правил их объединения) позволяет получить необходимое множество сообщений.
Развитие вычислительных систем, работающих в режиме разделения времени, привело к созданию ряда терминалов для обмена различных потребителей с системой. Они являются своеобразными С. о. и.: проетейшие из них объединяют клавиатуру и печатающее устройство (терминал кассира в крупном банке), клавиатуру и речевой вывод (передача библиографической справки из центра в местную библиотеку по телеф. линиям). Более сложные терминалы содержат устройство ввода перфокарт и печатающее устройство (терминал плановика в АСУ производством); клавиатуру и ЭЛТ (терминал ученика в системе программированного обучения).
Традиционные, мозаичные, многоцелевые и оконечные С. о. и. развиваются, непрерывно влияя друг на друга. Осн. целью разработки современных С. о. и. является отображение данных в видах, удобных для восприятия и переработки их человеком. По мере достижения указанной цели расширяются применения
С. о. и.: в науке — человеко-машинное решение теоретических задач, проведение сложных экспериментов и обработка их результатов, моделирование процессов; в нар. хоз-ве — информирование, конструирование, проектирование и управление в производстве, архитектуре и строительстве, на транспорте и в связи, в плановых, административных, складских и банковских системах; в общественной жизни — программированное обучение и медицинская диагностика. По мере развития систем информационного обеспечения и управления (отраслевых, территориальных и национальных) сфера применимости С. о. и. будет значительно расширяться.
(рис. см. скан)
4. Мозаичный пульт управления: 1 — заглушка; 2 — модуль с четырьмя сигнализаторами (лампами накаливания) и участком мнемосхемы; 3 — модуль с двумя сигнализаторами; 4 — модуль склавишей и участком мнемосхемы; 5 — модуль с клавишей с двумя сигнализаторами; 6 — групповой регистратор; 7 — модуль с клавишей и двумя сигнализаторами (люминесцентными); 8 — модуль с измерительным прибором; 9 — модуль с двумя переключателями; 10, 11 и 12 — модули с одним переключателем; I, II и III — блоки исполнительной команды.
Эффективный выбор средств для отображения информации возможен только на базе системного подхода. При этом, кроме тех. средств, в состав С. о. и. необходимо включать алгоритмы и программы, служащие для подготовки информации, а также людей-операторов. Процесс проектирования С. о. и. состоит из выделения С. о. и. из большой системы контроля или управления и многоуровневого исследования С. о. и. Для каждого уровня определяются (уточняются) цели С. о. и. и критерии оценки достижения этих целей или подцелей; достигается полнота С. о. и., т. е., наряду с набором устройств, тщательно выявляется роль программ и особенно людей, а также все существенные связи (структурные, функциональные и эволюционные) между этими составляющими и связи С. о. и. с внешней средой; находятся адекватные матем. модели С. о. и. (здесь В основном используются информации теория и массового обслуживания теория). Проектирование ведется не только как линейный, но и как итеративный или циклический процесс. Однако проблема синтеза С. о. и. полностью еще не решена. Перспективен системнолингвистический подход к синтезу, при котором отображаемые данные интерпретируются как специализированный язык обмена, а сама С. о. и. описывается и моделируется на блочном, операционном и детализированном уровнях метаязыка. Объединяя функции человека и технических средств, оптим. С. о. и. позволяют добиться существенного улучшения взаимодействия человека с вычислительной машиной, т.. е. повышения производительности общественного труда. Лит.: Темников Ф. Е., Ивашкий Ю. А. О представлении массовой информации перед оператором в системах наблюдений и управления. В кн.: Вычислительная техника для управления производством. М., 1969; Венда В. Ф. Средства отображения информации. М., 1969 [библиогр. с. 296-302]; Галактионов А. И. Представление информации оператору. М., 1969 [библиогр. с. 129—130]; Чачко А. Г. Синтез систем отображения информации. «Информационные материалы Научного совета АН СССР по комплексной проблеме «Кибернетика». 1970, № 10; Чачко А. Г. Современное состояние и тенденции развития систем отображения информации. В кн.: Отображение информации в информационно-измерительных и управляющих системах. К.. 1972; Пул Г. Основные методы и системы индикации. Пер. с англ. М., 1969 А. Г Чачко
