Алгоритмізація процесів

Коротко

• Вихідні дані дають теорія, експерименти й неформальні судження фахівців — як зібрані заздалегідь (апріорні), так і отримані під час роботи об’єкта (апостеріорні).
• Найскладніший етап — побудова математичної моделі, що кількісно пов’язує величини, які характеризують процес.
• Кінцева мета — програмне забезпечення для обліку, контролю й оптимального керування.
• Як окремий напрям сформувалася з появою керуючих ЕОМ; в Україні її розвивали в Інституті кібернетики імені В. М. Глушкова.

Щоб обчислювальна машина могла вести хімічний реактор чи доменну піч, їй потрібен не загальний опис «як працює цех», а строгі формули й правила дій. Перетворення живого технологічного процесу на такі формули й правила і називають алгоритмізацією.

Звідки беруться дані

Розробник спирається на три джерела: теорію процесу (фізичні й хімічні закони), експериментальні вимірювання та досвід технологів, який часто не має формального вигляду. Частину даних збирають наперед — це апріорна інформація. Іншу отримують уже під час роботи об’єкта через датчики й перетворювачі сигналів — апостеріорну. Для складних виробництв таких даних дуже багато, тож обробку масивів інформації теж автоматизують.

Етапи роботи

Енциклопедія Сучасної України виокремлює шість завдань алгоритмізації неперервних виробничих процесів. Узагальнено їх можна подати так:

Етап	Зміст	Типові методи
Оцінка об’єкта	чи варто автоматизувати, чи досить інформації	експертні оцінки, статистика проєктування й експлуатації
Подання даних	як закодувати, очистити й стиснути інформацію для ЕОМ	теорія кодування, апроксимація функцій
Облік і контроль	оперативні програми, що показують стан процесу будь-якої миті	обчислення заданих функцій, вибірка й порівняння масивів
Математична модель	кількісні статичні й динамічні зв’язки між величинами	емпіричні, аналітичні, комбінаторні методи
Оптимальне керування	пошук режимів, що найкраще задовольняють мету	математичне програмування
Вимоги до техніки	аналіз програм для проєктування нових машин	—

Модель — найважча частина. Це сукупність залежностей, таблиць і графіків, які описують, як пов’язані між собою температура, тиск, витрати, склад сировини та інші параметри, включно з імовірнісними характеристиками цих величин.

Галузі застосування

Методи алгоритмізації найширше застосовують там, де процес іде безперервно й зупинка дорога: у хімічній і нафтохімічній промисловості, металургії, гірництві, целюлозно-паперовому та харчовому виробництві. Цифрова керуюча машина, під’єднана до об’єкта через датчики, дає змогу використовувати складні алгоритми, які людина-оператор у реальному часі не виконала б.

Український внесок

Окремі завдання, наприклад облік і контроль, розв’язували й раніше, але як цілісний напрям алгоритмізація оформилася з появою перших керуючих ЕОМ. Серед дослідників галузі ЕСУ називає Віктора Глушкова, Миколу Бусленка, Якова Ципкіна, Всеволода Кунцевича, Бориса Малиновського. Головні наукові школи працювали в Інституті кібернетики імені В. М. Глушкова, Інституті проблем моделювання в енергетиці НАН України та в Київському інституті автоматики.

Ширше слово «алгоритмізація» вживають і поза виробництвом: говорять про алгоритмізацію обчислень, навчального процесу, а в шкільній інформатиці — про вміння складати алгоритми.

Запитання

Чим алгоритмізація відрізняється від програмування?

Алгоритмізація — це етап, на якому з’ясовують, що саме і в якій послідовності треба обчислювати: описують процес, будують модель, вибирають методи. Програмування втілює готовий алгоритм конкретною мовою для конкретної машини. У навчальних курсах обидва етапи часто поєднують під назвою «алгоритмізація та програмування».

Що таке глобальна і локальна модель?

Якщо модель дає потрібну точність в усьому допустимому діапазоні зміни величин, її називають глобальною. Якщо лише в частині діапазону — локальною.

Див. також

• Теорія алгоритмів Виникла в 1930-х роках, коли Алонзо Черч, Курт Гедель, Стівен Кліні, Алан Тюрінг і Еміль Пост запропонували точні моделі обчислюваності.
• Королюк Володимир Семенович Учень Бориса Гнєденка й Андрія Колмогорова; кандидатська дисертація 1954 року — про критерії згоди Колмогорова і Смирнова.
• Алгебра Назва походить від трактату багдадського вченого аль-Хорезмі (IX століття) про розв’язування рівнянь «відновленням і протиставленням».
• Розділ «Математика» Алгебра, геометрія, математичні поняття та математики.

Джерела

1. Задирака В. К. Алгоритмізація неперервних виробничих процесів // Енциклопедія Сучасної України. — Київ : Інститут енциклопедичних досліджень НАН України.
2. Алгоритмізація — Вікіпедія (українська)
3. Кулик В. Т. Алгоритмизация объектов управления : справочник. — Киев, 1968.

Статтю написано редакцією словника за наведеними джерелами; дати й факти звірено між ними. Якщо джерела розходяться, це сказано в тексті.