teorija sistema - tehniski sistem

Upload: skakichchrist6945

Post on 13-Jul-2015

272 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

VISOKA TEHNIKA KOLA STRUKOVNIH STUDIJA U ZRENJANINU

Nastavni predmet: Studijski program: Modul:

TEORIJA SISTEMA Inenjerski menadment Raunarstvo

Sistemsko modelovanje tehnikog sistema- Mobilni telefon -

PREDMETNI NASTAVNIK: Dr Robert Molnar

STUDENT, Br. indeksa.: Kristian Skaki, 58/010

U Zrenjaninu, jun 2011. god.Zadatak : Prikazati sistemski model jednog slobodno odabranog tehnikog sistema. Zadatak izraditi u 2 dela:a) Analitiki deo ( sistem analiza ), sastoji se iz 12 taaka :

1. Okruenje sistema 2. Ulazi izlazi sistema, 3. Delovi (komponente, elementi podsistema), 4. Osnovne funkcije i procesi sistema, 5. Razvojne funkcije i procesi sistema, 6. Upravljake funkcije i procesi sistema, 7. Statika struktura sistema, 8. Dinamika struktura sistema, 9. Resursi sistema, 10. Algoritam opstanka (ponaanja,funkcionisanja sistema), 11. Algoritam razvoja (dugoronog opstanka), 12. Algoritam upravljanja. b) Sintetitski deo Postupkom kreativne sinteze prikazati integralni sistemski model. Napomena :

Zadatak uraditi sa minimum 6 aspekata ( Rezultate prikazati: Tekstualno Grafiki

, ,

)

Zbog specifinosti ciljeva koji treba da se postigne sa ove poslednje 3 vebe (globalno razmisljanje, integralni i kreativni pristup u resavanju problema), material za njih se nee izloiti u vidu reenih primera, ve e se studentima, u vidu DODATAKA, dati neophodne osnove, kao uvod u problematiku koja se reava u ovim vebama.

erniek, I., Teorija sistema, Stylos, Novi Sad, 1996.

2

Mobilni telefonPrva generacija mobilnih celularnih sistema pojavila se poetkom 1980-e godine. Kod ovih sistema koriena je analogna tehnologija, tako da su imali dosta skromne karakteristike: lo kvalitet glasa kao i ogranienu zonu pokrivanja. Prvi celularni sistem za mobilnu telefoniju pod nazivom AMPS ( Advanced Mobile Phone Systems ) razvijen je 1971. godine u SAD od strane "Bell Laboratories ". Kao tehnika viestrukog pristupa za ostvarivanje veze izmedju mobilnih pretplatnika i bazne stanice koristi se multipleks na principu frekvencije raspodele kanala (FDMA Frequency Division Multiple Access). AMPS koristi opseg uestalosti izmedju 824MHz i 894MHz za analognu mobilnu telefoniju. Sledeca revolucionarna pojava je uvoenje " digitalnog " prenosa u mobilnu telefoniju , umesto dotadanjeg " analognog ". Digitalni prenos znai da se govor prvo pretvara u niz brojeva , zatim se ti brojevi radio - signalima prenose izmeu centrale i korisnika , da bi se na kraju ponovo iz brojeva regenerisao govor. Razliku izmeu analognog i digitalnog pokuacemo da objasnimo na primeru : zamislite da promene svoje teine svakodnevno pratite i upisujete u svesku na jedan od dva naina : 1 u obliku linije koja ide navie kad vam teina raste i nanie kad vam teina opada ili 2. . u obliku tabele u koju brojano unosite promene Ako tu svesku . poaljete svom lekaru , on ce na osnovu dobijene linije ili na osnovu brojeva , steci predstavu o promenama vae telesne teine . Prenos informacija koji ste na prvi nain ostvarili je analogan , a na drugi digitalan .) U meuvremenu smo nauili da je mobilni telefon mali aparat , teak oko stotinu grama, koji radi na baterije, moe potrajati sa njima i, opciono pozovete bilo koji telefonski broj na Zemlji.Ima svoj jedinstveni broj tako da moemo pozvati bilo koga ko zna broj, bez obzira da li se zove obinog ili mobilnog telefona.Nauili smo da razlikujemo kune beine telefone koji, takoe rade na baterije, ali se koriste samo u blizini tradicionalnog fixnog konekciju na telefonsku mreu grada. Mobilna telefonija je jedna od najpopularnijih oblika komunikacije u modernom svetu. On omoguava odlinu telefonsku uslugu mobilnih uesnika, prenos podataka (faxove, kratke poruke (SMS), E-mail ... ) napredno rauna, zahvaljujui kojima korisnika i provajdera tano izvetava o pojedinanim i rezime naloga, privatnosti i bezbednosti komuniciranja i jo mnogo toga. U poetku je sve izgledalo skromnije, da bi naporan rad generacije ininjera i naunika doao do onoga to danas imamo. Postoji vie tipova mobilnih telefona:

Touch screen Slider3

erniek, I., Teorija sistema, Stylos, Novi Sad, 1996.

Classic Folder (na preklapanje)

Ekran osetljiv na dodir je elektronski vizuelni prikaz koji moe da detektuje prisustvo i lokacijudodir unutarizlobenog prostora . Termin se generalno odnosi na dodirivanjeprikazureaja saprstom ili rukom. Ekrani osetljivi na dodir moe da smisao drugih pasivnih objekata, kao to suolovke . Kontroleri su uobiajene u ureajima kao to su sve -u-jednom raunara, tableta raunara i smartphone ..

Aspekti posmatranja:1. 2. 3. Aspekta beinih mrea (1) Aspekta obrade podataka(2) Aspekta tehnolokog (3)4

erniek, I., Teorija sistema, Stylos, Novi Sad, 1996.

a) analitiki deo 1.OKRUENJE SISTEMAOkruenje sistema je sve ono sto se nalazi van sistema. Ovo je veoma irok pojam, koji bi u krajnjoj liniji mogao da se svede na to da je okruenje bilo kojeg sistema itav univerzum. Pod okruzenjem jednog sistema treba podrazumevati celokupnost svih susednih sistema koji imaju najmanje jedan element cija je ulazna velicina istovremeno I izlazna velicina razmatranog sistema. . Podela celine na sistem i okruzenje moe da bude potpuno proizvoljna i zavisi od zadatka posmatraa koji tu celinu izuava.

E le k tro e n rg e ts k i s is te m

P ro s to rn o o k ru e n je

P ro d a jn i o b je k a t

S is t e mS e rv is n i c e n ta r p ro v a j d e r L ju d i :P ro je k t ,a n t s e rv is,p ro iz v o a er , k o ris n,d o b a v lja ik

M in is ta rs tv o fi n a n s i ja

erniek, I., Teorija sistema, Stylos, Novi Sad, 1996.

5

Projektant je elemenat okruenja od koga zavisi da li e, u kom obliku i kako egzistirati posmatrani sistem. Proizvoa nastavlja posao koji je projektant zapoeo na putu stvaranja sistema. Korisnik je tu da postojei sistem koristi u cilju zadovoljenja svojih potreba i tako ukaze na njegovu funkcionalnost. Elektro-energetski sistem je osnovni izvor odakle se crpi energija neophodna za funkcionisanje sistema. Prodajni objekat je okruenje sistema u kojima se mobilni telefon nalazi dok nestigne do mesta odredita. Servisni centar / provajder je najbitnije okruenje sistema. Bez njega mobilni telefon ne di imao funkciju za koju je svrsishodno napravljen. Ministarstvo finansija je takoe okruenje sistema. Razgovori se naplauju, a preko PDV-a snabdeva se dravni budet.

erniek, I., Teorija sistema, Stylos, Novi Sad, 1996.

6

2. ULAZI IZLAZI SISTEMAUlazi i izlazi iz sistema mogu biti najrazliitije prirode, npr. materijali, informacije, novac, energija, ljudi, predmeti itd. Bitno je da se njihove vrste, veliine i intenzitet mogu odrediti i ustanoviti uticaj njihovih promena na funkcije. Za njih se takoe moraju odrediti merne veliine i merne jedinice. Ulaz sistema predstavlja uticaj okruenja na sistem. repromaterijal, energija, informacije, finansijski kapital, kadrovi. Moe biti:

Izlaz iz sistema predstavlja uticaj sistema na okruenje. Bitan je samo onaj izlaz koji ima nekog odraza na funkcije sistema. Izlazna mesta mogu predstavljati: izlazni podatak, post-uslov, osloboeni resurs, proizvod.U lazi sistema

USB

Elektrina energija

Informacije

IR i Bluetooth

M o b i l n i t e l e f o n

Izlazi sistema

Informacije

Vibracija

IR i Bluetooth

Radio signalTelekomunikacioni signal

Zvuk

Punja

Telekomunikacioni signal

Zvuk

Svetlost

Kartice

Ulazi sistema:erniek, I., Teorija sistema, Stylos, Novi Sad, 1996.

7

USB ( engl. Universal Serial Bus - univerzalna serijska magistrala ili opta posledovna sabirnica ) je spoljanji prikljuak koji ulazi u mobilni i povezuje se sa raunarom. Elektrina energija ulazi u mobilni dok je na punjau Informacije su podaci koje sistem prima iz svog okruzenja i na osnovu njih upravlja svoje ponaanje. IR i Bluetooth IR je infracrveni signal koji slui za slanje podataka ali na kratkim relacijama od drugog ureaja. Bluetooth je plavi signal koji takoe slui za prenos podataka, mnogo je bri i moe da bude na veoj udaljenosti od drugog ureaja koji prihvata podatke. Telekomunikacioni signal je ulazni deo sistema jer mobilni telefon prima mreni signal. Punja ulazi u mobilni telefon preko kabla i napaja ga strujom Kartice postoje memorijske kartice i SIM kartice Izlazi sistema: Informacije su podaci koje sistem prima iz svog okruzenja i na osnovu njih upravlja svoje ponaanje. Vibracija - je osloboeni resurs, koji nam daje neka obavetenja ili upozorenja. IR i Bluetooth IR je infracrveni signal koji slui za slanje podataka ali na kratkim relacijama od drugog ureaja. Bluetooth je plavi signal koji takoe slui za prenos podataka, mnogo je bri i moe da bude na veoj udaljenosti od drugog ureaja koji prihvata podatke. Zvuk izlazi iz mobilnog telefona, kako preko slualica tako i preko zvunika koji se nalazi u telefonu. Telekomunikacioni signal je izlazni sistem iz mobilnog telefona jer preko njega salje podatke, kako zvune tako i pisane drugom telefonu. Svetlost alje se preko displeja i blica.

erniek, I., Teorija sistema, Stylos, Novi Sad, 1996.

8

3. DELOVI SISTEMADelovi sistema su komponente sistema. Od vie delova sistema sainjen je neki ureaj koji moe da funkcionie (s pretpostavkom da su delovi ispravni). Svaki deo sistema je bitan u pravilnom funkcionisanju sistema. Delovi sistema mogu biti sainjeni od raznih vrsta materijala gume, plastike, bakra, gvoa, ugljenih vlakna.

S

E LEM EN TI Flexibilni kabel- slui zapovezivanje kam ere m ikrofona ,

K OM PON E N TE

Tastatura- slui za unoenje podataka

K ondenzatori

Tranz istori

D ata port- je ulaz za punja U SB ,

B aterija- slui za napajanje telefona

K am era- za fotografisanje

Otpornici

D iode

D isplej- za fprikaz slike

M ikrofon- slui za prim anje zvunih signala

A ntena-slui za prim anje i slanje signala

Integrisana kola

M as ka-slui za zatitu el .ploe, radi im ida ...

tam pana ploa

S lualica / zvunik-slui za slanje zvunih signala

Elementi sistema:erniek, I., Teorija sistema, Stylos, Novi Sad, 1996.

9

tampana ploa (en. Printed Circuit Board ili PCB ili PWB) je jedan nosa, koji na sebi moe nositi elektronske odnosno elektrine elemente. Fleksibilni kabel je kabel koji povezuje neke komponente u mobilnom telefonu. Data port ili serijski port je vrsta raunarskog porta koji slui da se mobilni povee sa raunarom. Mikrofon je elektrini pretvara koji pretvara zvuk u elektrini signal. Antena. Poseduje dve vrste antena, jedna je za prijem i slanje podataka a druga je radio antena koja je integrisana. Slialica/zvunik je elektromehaniki pretvara koji pobuen elektrinim signalom proizvodi zvuk namenjen ljudskom uhu, tj zvuk frekvencijskog opsega 20-20 000 Hz. Displej je ureaj koji prikazuje obraene signale kao sliku koju korisnik vidi.Komponente sistema :

Tranzistor je elektronski sklop koji je napravljen od poluprovodnika, i osnovni je element u mnogih elektronskih sklopovima, kao i osnovna tvorna jedinica elektronskih raunara. Obino ima tri izvoda, oznaena sa B - baza, C - kolektor i E - emiter. Postoje dva tipa, zavisno o unutranjoj strukturi, NPN i PNP. Otpornik je dvoprilazna, pasivna elektronika komponenta koja prua otpor struji, pri emu je odnos izmeu jaine struje i napona izmeu prikljuaka u skladu s Ohmovim zakonom. Kondenzator je elektrotehniki element, koji moe da sauva energiju u obliku elektrinog polja izmeu dveju elektroda razdvojenih sa izolatorom (dielektrikom). Njegova bitna veliina je kapacitivnost. SI jedinica za elektrinu kapacitivnost je F (farad) po Majklu Faradeju. Dioda je elektronska komponenta koja dozvoljava protok elektrine struje u jednom smeru bez otpora (ili uz veoma mali otpor) dok u suprotnom smeru predstavlja beskonaan (ili bar veoma veliki) otpor. - Integralno kolo se sastoji od:

kuita, koje je od plastike ili keramike, izvoda pomou kojih se montira na tampanu plou i ip-a u sreditu integralnog kola, koji je sa izvodima povezan najee veoma tankim zlatnim icama.

erniek, I., Teorija sistema, Stylos, Novi Sad, 1996.

10

4. OSNOVNE FUKCIJE I PROCESIProces ili obrada obino opisuje in uzimanja neto preko osnivanja i obino rutinski set procedura da ga konvertuje iz jednog oblika u drugi, kao proizvodnju ili upravnog postupka, kao to su prerada mleka u sir, ili prerada papirologije da odobri kredit hipoteka ili pretvaranje raunara podataka iz jednog oblika u drugi. Proces podrazumeva korake i odluke na nain na posao bude zavren. Funkcije kod tehnikog sistema ne postoje.

Procesi

Podprocesi

Aktivnosti

Prijem signala

Rad mikroprocesora

Obrada signala

Slanje signala

Rad memorije

Rad napajanja / baterije

Rad antene

Glavni procesi mobilnog telefona su prijem signala i slanje signala. Podprocesi mobilnog telefona je obrada signala.11

erniek, I., Teorija sistema, Stylos, Novi Sad, 1996.

Aktivnosti mobilnog telefona su rad mikroprocesora, rad memorije, rad baterije, rad antene.

5. RAZVOJNE FUKCIJENe postoje ni razvojne fukcije ni procesi kod tehnikog sstema. Nemaju razvoj elemenata.

6. UPRAVLJAKI PROCESI i FUNKCIJEUparavljake fukcije ne postoje. Upravljaki procesi su procesi regulacije.

Interni upravljaki proces

Rad mikroprocesora

Interni upravljaki proces: Rad mikroprocesora.Procesor poredi zadate instrukcije,vri prioritetne zadatke pa tek onda sekundarne.erniek, I., Teorija sistema, Stylos, Novi Sad, 1996.

12

Samoregulacija sistemaSistemi sa upravljanjem koji su u stanju da reguliu svoja ponaanja spadaju u kategoriju samoreguliuih sistema. Za ostvarivanje ovog nivoa upravljanja neophodno je da sistem ima odreenu strukturu. Minimalni zahtevi u pogledu strukture su prikazani na slici.Granica sistema Zadata vrednost iz okruenja

Regulator operativni sistem

(Iy )

(Ux)

(X)(Informacija o izlazu)

ulaz

Objekat upravljanja procesor, memorija

izlaz

X

Y

Slika Struktura samoreguliueg sistema

U objekat upravljanja procesor, memoriju, ulazi neka informacija koja je na izlazu prikazana u vidu video slike na displeju mobilnog ili zvuka na zvuniku. Regulator operativni sistem dobija zadatu vrednost iz okruenja,od korisnika,kotrolie i obradjuje podatke na ulazu. Prema zadatoj vrednosti operativni sistem preko negativne povratne sprege kontrolie i izvrava zadate prioritete.

erniek, I., Teorija sistema, Stylos, Novi Sad, 1996.

13

7. STATIKA STRUKTURAStatika struktura je unija relacija i elemenata sistema. Relacije poseduju identifikaciona, kvalitativna i kvantitativna svojstva. Sloeniji sluaj statike strukture se javlja kada izmeu bilo koja dva elementa moe biti vei broj relacija od jedan. Statika strukura se moe prikazati u grafikom i matrinom obliku.S

D ata port

K am era

B aterija

M ikrofon

TAM P A N A P LO A

A ntena

Slualica / zvunik

Flex ibilni kabel

D isplej

Statika struktura mobilnog telefona :1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

tampana ploa data port tampana ploa - kamera tampana ploa - mikrofon tampana ploa Slualice/zvunik tampana ploa antena tampana ploa baterija/napajanje tampana ploa Flexibilni kabel displej14

erniek, I., Teorija sistema, Stylos, Novi Sad, 1996.

8. DINAMIKA STRUKTURAU dinamikoj strukturi sistema relacije imaju identifikacione, kvalitativne i kvantitaitvne osobine (obeleja). Sve ove osobine sem nekih identifikacionih mogu da se menjaju u toku vremena, stoga se obeleavaju sa vremenskog aspekta. Posmatranje relacija pored aspekta vremena neophodno je posmatrati i sa gledita izvesnosti. Dinamika struktura sistema je usmereni graf, odnosno unija skupa vektora veza i skupa elemenata sistema.S

Memorija

Data port

Procesor

tampana ploa

Skladite memorije (hard disk )

Baterija / napajanje

Obrada slike (mini grafika )

Displej

*Napomena : iz pregledonosnih razloga fizika veza nije uradjena potpuno plavom bojom...ve je prikazana crnom + plavom ! (oita su poklapanja izmedju toka elektrine energije i fizikih veza). Obostrane strelice oznaavaju dinamiku vezu izmedju elemenata.

erniek, I., Teorija sistema, Stylos, Novi Sad, 1996.

15

1. Tok elektrine energije crna 2. Fizike veze plava + crna 3. Tok informacija - crvena Tok elektrine energije: U mobilnom telefonu elektrina energija je glavni resurs, izvor napajanja. Elektrina energija se kree iz izvora napajanja do baterije,koja deli napon na tampanoj ploi pa se zatim rasporedjuje do mobilnih komponenti. Fizike veze : Napajanje je spojeno sa tampanom,a tampana sa procesorom, memorijom, grafikom, data portom,mini Hard Disk-om. Grafika je spojena sa displejom. Tok informacija : Informacije se alju iz data porta do tamane pa onda do ostalih komponenti raunara kao sto su : procesor,memorija,grafika,mini Hard Disk i na kraju su prikazane u video formatu na displeju.

9. RESURSI SISTEMATehniki sistemi ne poseduju sopstvene resurse ve je njihovo postojanje u tehnikom sistemu definisano od strane projektanata a ugraeno od strane proizvoaa.

Eksterni resursi

Interni resurs

Elektrina energija

Baterija mobilnog

Operativni sistem

erniek, I., Teorija sistema, Stylos, Novi Sad, 1996.

16

10. ALGORITAM OSNOVNOG FUNKCIONISANJAObavljanje razlicitih poslova svodi se na izvodenje pojedinih osnovnih operacija zadanim redosledom. Pod pojmom algoritma podrazumjevamo tano opisana pravila za postizanje eljenog cilja, odnosno, moemo rei da je algoritam konaan niz nedvosmislenih koraka zapostizanje cilja.

Ulazi(informacije )

Primanje signala

Obrada signalaUspeno ne

Obradjeni signal

Slanje signala

Izlazi(informacije preko antene )

erniek, I., Teorija sistema, Stylos, Novi Sad, 1996.

17

11. ALGORITAM RAZVOJARazvojne funkcije ne postoje,samim tim i algoritam razvoja ne postoji.

12. ALGORITAM UPRAVLJANJA

Ulazi (Elektrina energija )

Paljenje mobilnog telefona

Dizanje sistemaUspeno ne

Sistem podignut

Upravljanje pomou tastature

Zadavanje zadataka operativnom sistemuUspeno

ne

Operativni sistem upravlja procesorom ,memorijom

Izlazi (Slanje video signala na displej)

erniek, I., Teorija sistema, Stylos, Novi Sad, 1996.

18