Утвержден
Приказ Минобразования России
от 14.10.98 N 2610
ОСТ 9.2-98
О Т Р А С Л Е В О Й С Т А Н Д А Р Т
Система разработки и постановки продукции на производство
УЧЕБНАЯ ТЕХНИКА ДЛЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ
СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА
Основные положения
ОСТ 9.2-98
Предисловие
1. РАЗРАБОТАН
Центром автоматизации теплофизических исследований (ЦАТИ)
ВНЕСЕН
Российским научно-производственным объединением "Росучприбор"
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ
приказом Министерства общего и профессионального образования
Российской Федерации от 14.10.98 N 2610
3. ВВЕДЕН
Впервые
ОСТ 9.2-98
О Т Р А С Л Е В О Й С Т А Н Д А Р Т
____________________________________________________________
Система разработки и постановки продукции на производство
УЧЕБНАЯ ТЕХНИКА ДЛЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ
СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА
Основные положения
____________________________________________________________
Дата введения - 14.10.98
Настоящий стандарт является основополагающим. Стандарт уста-
навливает общие положения в области создания, использования и раз-
вития систем автоматизированного лабораторного практикума и экспе-
риментальных исследований, реализующих информационную технологию в
обучении, и включает термины и определения основных понятий, систе-
му классификации, общие функциональные требования, общую структуру,
а также основные требования к документированию.
1. Область применения
1.1. Положения настоящего стандарта подлежат применению в об-
разовательных учреждениях, научно-исследовательских институтах и
иных организациях Минобразования России, а также в организациях
других министерств и ведомств - исполнителях научно-технических
программ по автоматизации лабораторного практикума, выполняемых по
заданиям Минобразования России.
1.2. Настоящий стандарт разработан с учетом положений ГОСТ
34.003-90 "Автоматизированные системы. Термины и определения".
1.3. Настоящий стандарт должен применяться совместно с ОСТ ВШ
01.001-94 "Информационные технологии в высшей школе. Комплекс стан-
дартов и руководящих документов на автоматизированные системы. Об-
щие положения".
1.4. Отраслевые стандарты в области создания, использования и
развития систем автоматизации лабораторного практикума для образо-
вательных учреждений определяют в качестве объекта стандартизации
системы автоматизированного лабораторного практикума (далее - сис-
темы АЛП).
1.5. Стандарты на системы АЛП должны устанавливать терминоло-
гию систем АЛП, основные положения и требования к системам АЛП в
целом, технические требования к составным частям систем АЛП, требо-
вания к интерфейсам, протоколам обмена информацией и другим средс-
твам, обеспечивающим совместимость составных частей систем АЛП, а
также взаимосвязь различных систем АЛП между собой, требования к
типовым унифицированным проектным решениям в системах АЛП.
2. Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие норма-
тивные документы:
ГОСТ 34.003-90 "Автоматизированные системы. Термины и опреде-
ления".
ГОСТ 26.016-81 "Единая система стандартов приборостроения. Ин-
терфейсы. Признаки классификации и общие требования".
ГОСТ 26.003-80 "Система интерфейса для измерительных устройств
с байт-последовательным, бит-параллельным обменом информацией".
ГОСТ 27.080-86 "Система КАМАК. Крейт и сменные блоки. Требова-
ния к конструкции и интерфейсу".
ГОСТ 26.139-84 "Интерфейс для автоматизированных систем управ-
ления рассредоточенными объектами".
ГОСТ 22.261-82 "Единая система стандартов приборостроения.
Средства измерения электрических и магнитных величин. Общие техни-
ческие условия".
ГОСТ 18 145-81 "Цепи на стыке С2 аппаратуры передачи данных с
оконечным оборудованием при последовательном вводе-выводе данных.
Номенклатура и технические требования".
ГОСТ 34.601-90 "Автоматизированные системы. Стадии создания".
ГОСТ 34.201-89 "Виды, комплектность и обозначение документов
при создании автоматизированных систем".
ОСТ ВШ 01.001-94 "Информационные технологии в высшей школе.
Комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные
системы. Общие положения".
Руководящий документ по стандартизации РД 50-34.698-90 "Авто-
матизированные системы. Требования к содержанию документов".
Руководящий нормативный документ РД 40.5-86 "Составление ис-
ходных педагогических и технических требований к заявке на разра-
ботку и постановку на производство учебного оборудования".
3. Определения
3.1. Термины и определения, устанавливаемые данным стандартом,
предназначены для использования во всех видах документации и лите-
ратуры по системам АЛП, и рекомендуются для применения в науч-
но-технической, справочной и учебной литературе, используемой в
системе Минобразования России.
3.2. Для каждого понятия установлен один стандартизованный
термин . Для отдельных стандартизованных терминов приведены допус-
тимые к применению синонимы.
3.3. Приведенные определения можно при необходимости изменять
и редактировать, вводя в них производные признаки, уточняя значения
используемых в них терминов, указывая объекты, входящие в объем оп-
ределяемого понятия. Изменения не должны нарушать объем и содержа-
ние понятий, определенных в данном стандарте.
3.4. Термины и определения.
3.4.1. Система автоматизированного лабораторного практикума.
Синоним - "автоматизированная система лабораторного практику-
ма".
Комплекс технических, программных и методических средств,
обеспечивающих автоматизированное проведение лабораторных работ и
экспериментальных исследований непосредственно на физических объек-
тах и (или) математических моделях.
3.4.2. Удаленный компьютерный доступ.
Режим функционирования системы АЛП, при котором работа с физи-
ческим объектом осуществляется с компьютера, удаленного на сколь
угодно большое расстояние от места размещения самого объекта.
3.4.3. Объект системы АЛП.
Физический объект (лабораторный стенд, промышленная установка
и т.д.), используемый для обучения или экспериментального исследо-
вания по определенной тематике или группе дисциплин (отдельной дис-
циплине или ее части).
3.4.4. Субъект системы АЛП.
Пользователь системы АЛП (обучаемый, преподаватель, лаборант и
т.д.), работающий в настоящий момент с объектом системы АЛП.
3.4.5. Подсистема АЛП.
Часть системы АЛП, отличающаяся функциональным назначением
(например, подсистема автоматизированного управления физическим
объектом, подсистема измерения и сбора данных, подсистема телеком-
муникации и т.п.).
3.4.6. Объектовый уровень системы АЛП.
Совокупность подсистем АЛП, территориально размещаемых в одном
месте с объектом системы АЛП и непосредственно связанных с физичес-
ким объектом рядом сигнальных линий (например, подсистема автомати-
зированного управления, подсистема измерения и т.п.).
3.4.7. Пользовательский уровень системы АЛП.
Совокупность подсистем АЛП, обеспечивающая взаимодействие
пользователя с объектовым уровнем системы АЛП (например, рабочие
места пользователей, подсистема сбора и обработки данных).
3.4.8. Вычислительная система АЛП.
Синоним- "компьютерная система АЛП".
Система обработки данных, настроенная на решение задач конк-
ретной области применения и работающая с данными, представленными в
закодированной форме.
3.4.9. Система передачи данных.
Взаимодействующий комплекс технических и программных средств,
линий связи и протоколов, обеспечивающих передачу данных между под-
системами АЛП.
3.4.10. Пользователь системы - по ГОСТ 34.003-90.
3.4.11. Многопользовательский режим работы системы АЛП.
Синоним- "режим коллективного пользования системой АЛП".
Режим работы системы АЛП, при котором несколько субъектов сис-
темы АЛП работают с одним изучаемым объектом в режиме реального
времени по запросу со стороны пользователя системы.
3.4.12. Стандартный интерфейс - по ГОСТ 26.016-81.
4. Требования
4.1. Общие требования.
Системы АЛП должны выполнять следующие основные функции:
- автоматизированного измерения (далее - АИ);
- автоматизированного управления (далее - АУ);
- передачи и обработки информации (далее - ПОИ);
- коллективного использования оборудования (далее - КИ);
- унификации и стандартизации (далее - УС).
4.1.1. Функции АИ должны обеспечивать автоматизацию процессов
измерений на изучаемом объекте различных физических величин, преоб-
разования их в электрические сигналы и в цифровые коды в режиме ре-
ального времени. Функции АИ должны включать в себя преобразование
физических величин в электрические сигналы, аналого-цифровое, час-
тотноцифровое преобразование.
4.1.2. Функции АУ должны обеспечивать автоматизацию процессов
управления объектом системы АЛП. Функции АУ должны включать в себя
цифро-аналоговое, цифро-частотное преобразование, реализацию алго-
ритмов управления и выработки управляющих воздействий.
4.1.3. Функции ПОИ должны обеспечивать автоматизацию процесса
накопления, сбора, передачи и обработки данных с изучаемого объек-
та, а также представление информации пользователю системы АЛП.
Функции ПОИ должны включать в себя вычислительную или микропроцес-
сорную обработку, процедуру передачи данных, реализацию алгоритмов
обработки и представления информации
4.1.4. Функции КИ должны обеспечивать коллективное использова-
ние лабораторного и научно-исследовательского оборудования систем
АЛП с целью уменьшения затрат на организацию и поддержание лабора-
торного практикума или экспериментальных исследований. Функции КИ
должны включать многопользовательский режим работы.
4.1.5. Функции УС должны обеспечивать единообразие техническо-
го, программного и информационного обеспечения с целью уменьшения
времени и затрат на разработку и освоение систем АЛП. Функции УС
должны включать стандартные программные, функциональные и системные
модули.
4.2. Требования к структуре системы АЛП.
4.2.1. В общем виде система АЛП должна состоять из следующих
подсистем:
- объектовая подсистема или подсистема нижнего уровня;
- подсистема измерения;
- подсистема автоматизированного управления;
- подсистема сбора, передачи и обработки данных;
- рабочее место пользователя.
4.2.2. Основная задача объектовой подсистемы - обеспечение
процесса проведения лабораторной работы (экспериментального иссле-
дования) по определенной тематике (отрасли знаний). Подсистема в
общем случае включает в себя физический объект, датчики физических
величин, исполнительные механизмы органов управления.
4.2.3. Основная задача подсистемы измерения - обеспечение из-
мерений текущих параметров лабораторного эксперимента. Подсистема,
в общем случае, включает в себя электронные элементы преобразования
электрических величин в кодированную информацию. Ограничений на
схемотехнические решения и конструктивное исполнение подсистемы из-
мерения не накладывается. Предпочтение должно отдаваться использо-
ванию стандартизованных программно-технических средств, соответс-
твующих ГОСТ 26.003-80, ГОСТ 27.080-86 или международным стандартам
на данную аппаратуру, действующим на территории России ( приложение
А).
4.2.4. Основная задача подсистемы автоматизированного управле-
нияоперативное управление объектом системы АЛП, установление и под-
держание заданных режимов лабораторного эксперимента. Подсистема в
общем случае включает в себя электронные элементы контроля и управ-
ления с выходными электрическими сигналами. Ограничений на схемо-
технические решения и конструктивное исполнение подсистемы автома-
тизированного управления не накладывается. Предпочтение должно от-
даваться использованию стандартизованных программно-технических
средств, соответствующих ГОСТ 26.139-84 или международным стандар-
там на данную аппаратуру, действующим на территории России ( прило-
жение А).
4.2.5. Основная задача подсистемы сбора, передачи и обработки
данных - обеспечение координации работы измерительных и управляющих
устройств объектового уровня, накопление, предварительная обработ-
ка, передача, представление и хранение текущих и накопленных данных
лабораторного эксперимента. Подсистема в общем случае представляет
собой информационно-вычислительное устройство (персональный компь-
ютер или микропроцессорный контроллер, устройства передачи данных,
устройства ввода/вывода информации и т.п.) и специализированное
системное программное обеспечение.
4.2.6. Основная задача рабочего места пользователя - обеспече-
ние интерактивного взаимодействия субъекта системы АЛП с изучаемым
объектом. Рабочее место пользователя в общем случае представляет
собой персональный компьютер и специализированное системное и прик-
ладное программное обеспечение.
4.3. Дидактические требования к системе АЛП.
4.3.1. Система АЛП должна удовлетворять следующим основным
требованиям, предъявляемым дидактикой к процессу обучения:
- научной достоверности, необходимой точности и современной
трактовке изучаемых и исследуемых объектов, процессов и явлений;
- доступности, систематичности и последовательности;
- развития у обучаемых интереса и творческого подхода к изуча-
емому или исследуемому вопросу;
- прочности знаний, убедительности и эффективности.
4.3.2. Система АЛП должна обеспечивать:
- развитие у обучаемых необходимых навыков к самостоятельному
проведению эксперимента;
- ознакомление обучаемых с современными методами, приемами и
средствами научного и экспериментального познания;
- приобретение опыта обращения с современными техническими и
программными средствами лабораторного и научного эксперимента;
- развитие творческой активности.
4.3.3. Разрабатываемая система АЛП должна обладать следующими
основными свойствами:
- модульностью - способу построения оборудования и программно-
го обеспечения из различных модулей в зависимости от требований со-
ответствующей дисциплины, уровня преподавания и обучаемых, развития
технического прогресса в данной области знаний и т.д. Состав моду-
лей, соотношение между физическим и математическим моделированием
определяется разработчиком;
- совместимостью - возможностью сопряжения с имеющимся и вновь
создаваемым учебно-лабораторным и экспериментальным оборудованием,
а также стандартной измерительной и вычислительной аппаратурой;
- универсальностью - возможностью использования системы АЛП
для разного уровня образования с учетом профессионально-ориентиро-
ванной направленности и междисциплинарных связей.
4.4. Требования к техническому обеспечению.
4.4.1. Комплекс технических средств системы АЛП должен быть
достаточным для выполнения всех функций системы АЛП, определенных
техническим заданием.
4.4.2. В зависимости от педагогических и дидактических требо-
ваний системы АЛП могут создаваться в виде:
- типовых комплектов оборудования для конкретной тематики;
- универсальных комплексов, оперативно перестраиваемых под
конкретную тематику.
4.4.3. Средства технического обеспечения систем АЛП должны по
возможности создаваться на базе серийно выпускаемых агрегатных
средств измерений, автоматизации и вычислительной техники. Допуска-
ется разрабатывать новые средства технического обеспечения специ-
ально для конкретных систем АЛП, если отсутствуют необходимые се-
рийные средства или если это экономически оправдано.
4.4.4. В состав технического обеспечения систем АЛП должны
входить приборы и устройства, необходимые для проверки работоспо-
собности системы АЛП.
4.4.5. Система АЛП должна разрабатываться с учетом эксплуата-
ционных требований, определяемых в ГОСТ 22.261-82.
По согласованию с потребителем для конкретной системы АЛП до-
пускается устанавливать группу рабочих условий применения по ГОСТ
22.261-82 в зависимости от конкретных условий эксплуатации.
Для систем АЛП, отдельные подсистемы которых предназначены для
работы на значительном удалении друг от друга в различных условиях
применения, допускается устанавливать различные группы рабочих ус-
ловий применения и предельных условий транспортирования для каждой
такой подсистемы в отдельности с учетом требований ГОСТ 18.145-81.
4.4.6. Время установления рабочего режима и продолжительность
непрерывной работы системы АЛП и отдельных ее подсистем определяют-
ся разработчиком с учетом ГОСТ 22.261-82 и по согласованию с потре-
бителем.
4.4.7. Комплекс технических средств системы АЛП должен удов-
летворять требованиям к безопасности согласно ГОСТ 22.261-82.
4.4.8. При разработке требований к надежности системы АЛП сле-
дует учитывать надежность всех подсистем АЛП и надежность программ-
ного обеспечения.
4.5. Требования к программному обеспечению.
4.5.1. Программное обеспечение систем АЛП должно базироваться
на серийных, лицензионных программных продуктах.
4.5.2. Состав программного обеспечения конкретной системы АЛП
определяется разработчиком на основе исходных педагогических и тех-
нических требований, а также технического задания на систему АЛП,
утвержденных в установленном порядке.
4.5.3. Программное обеспечение систем АЛП должно быть адапти-
руемым к различным конфигурациям комплекса технических средств
конкретной системы АЛП.
4.5.4. В состав программного обеспечения систем АЛП должны
входить средства тестирования и проверки работоспособности отдель-
ных подсистем АЛП.
4.5.5. В состав программного обеспечения систем АЛП должны
входить средства отладки программ.
4.5.6. Программное обеспечение систем АЛП должно обеспечивать
управление лабораторным экспериментом в реальном масштабе времени.
4.5.7. Программное обеспечение систем АЛП должно предусматри-
вать возможность его развития и расширения с учетом перспектив раз-
вития системы АЛП.
4.6. Требования к методическому обеспечению.
4.6.1. Методическое обеспечение систем АЛП должно быть гибким
и позволять субъекту системы АЛП выбирать метод решения поставлен-
ной задачи, исходя из конкретных требований к результату и процеду-
ре обработки данных.
4.6.2. Методы управления объектом, обработки и представления
информации в однотипных системах АЛП должны быть максимально унифи-
цированы.
4.6.3. При создании методического обеспечения систем АЛП сле-
дует использовать методы математического моделирования, имитацион-
ные модели объектов и процессов изучения, методы планирования экс-
перимента.
4.6.4. Методики обучения в системах АЛП должны быть основаны
на современных способах представления компьютерной информации: гра-
фиках, мнемосхемах, виртуальных образах изучаемых объектов, анима-
ции и т.д.
4.6.5. Состав методического обеспечения конкретной системы АЛП
определяется разработчиком на основе исходных педагогических и тех-
нических требований, а также технического задания на систему АЛП,
утвержденных в установленном порядке согласно требованиям и нормам
РД 40.5-86.
4.7. Требования к метрологическому обеспечению.
4.7.1. Метрологическое обеспечение систем АЛП обеспечивает
достижение единства измерений, требуемой достоверности и точности.
4.7.2. При разработке требований к метрологическому обеспече-
нию систем АЛП необходимо руководствоваться положениями и нормами,
установленными в ГОСТ 22.261-82.
4.7.3. При использовании в составе систем АЛП средств измере-
ний, соответствующих отечественным и международным стандартам,
действующим на территории России, значения нормируемых метрологи-
ческих характеристик устанавливаются в стандартах и (или) техничес-
ких условиях на средства измерений конкретного вида (типа).
4.7.4. Процедура и методики поверки измерительных каналов сис-
темы АЛП определяются разработчиком и приводятся в эксплуатационной
документации.
4.8. Требования к документации при создании системы АЛП.
4.8.1. Стадии и этапы при создании систем АЛП устанавливаются
по ГОСТ 34.601-90.
4.8.2. При разработке требований к документации необходимо ру-
ководствоваться положениями и нормами ОСТ ВШ 01.001-94.
4.8.3. Виды, наименование, комплектность и обозначение доку-
ментов, разрабатываемых при создании систем АЛП, устанавливаются по
ГОСТ 34.201- 89.
4.8.4. Содержание документов, разрабатываемых при создании
систем АЛП определяется по РД 50-34.698-90.
5. Классификация систем АЛП.
5.1. Системы АЛП классифицируются по следующим признакам:
- по назначению (целевое использование и характер решаемых за-
дач);
- проблемно-тематической ориентации (область применения, от-
расль знаний);
- территориальной удаленности объектов системы АЛП от пользо-
вателей ( вид применяемой пользовательской сети);
- способу реализации изучаемого объекта системы АЛП.
5.2. По назначению выделяются следующие виды систем АЛП:
- специализированные;
- многоцелевые;
- исследовательские;
- тренажерные;
- иного назначения.
5.3. По проблемно-тематической ориентации выделяются следующие
виды систем АЛП:
- естественнонаучные;
- общетехнические;
- технологические;
- иного назначения.
5.4. По территориальной удаленности объектов системы АЛП от
пользователей выделяются следующие виды систем АЛП:
- глобальные;
- национальные;
- региональные;
- локальные.
5.5. По способу реализации изучаемого объекта или процесса вы-
деляются следующие виды систем АЛП:
- с использованием физических моделей;
- использованием имитационных (математических)моделей;
- использованием натурных физических объектов и процессов.