Системы компьютерного моделирования в деревообработке

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

«Казанский национальный исследовательский

технологический университет»

Р. Г. Хисматов, Р. Г. Сафин, Д. В. Тунцев

СИСТЕМЫ КОМПЬЮТЕРНОГО 

МОДЕЛИРОВАНИЯ 

В ДЕРЕВООБРАБОТКЕ

Учебное пособие

Казань

Издательство КНИТУ

2020

УДК 674:004.414.23(075)
ББК 37.13:32.97я7

Х51

Печатается по решению редакционно-издательского совета 

Казанского национального исследовательского технологического университета

Рецензенты:

канд. техн. наук. П. А. Кайнов
д-р техн. наук. Н. Ф. Тимербаев

Х51

Хисматов Р. Г. 
Системы компьютерного моделирования в деревообработке : учебное 
пособие / Р. Г. Хисматов, Р. Г. Сафин, Д. В. Тунцев; Минобрна-
уки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во 
КНИТУ, 2020. – 84 с. 

ISBN 978-5-7882-2909-6

Рассмотрены основные знания в области информационных технологий, 

необходимые для выполнения научно-исследовательской, инновационной, 
научно-педагогической, производственно-технологической и проектно-технологической 
профессиональной деятельности: структура операционных си-
стем, алгоритмы планирования задач, механизмы межзадачного взаимодей-
ствия, инструментальное программное обеспечение для разработки систем 
технологического мониторинга, принципы построения распределенных си-
стем автоматизации.

Предназначено для бакалавров и магистров направления подготовки 

35.03.02, 35.04.02 «Технология лесозаготовительных и деревообрабатываю-
щих производств», а также для научных работников, аспирантов и специали-
стов лесной промышленности.

Подготовлено на кафедре переработки древесных материалов.

ISBN 978-5-7882-2909-6
© Хисматов Р. Г., Сафин Р. Г., Тунцев Д. В., 2020
© Казанский национальный исследовательский 

технологический университет, 2020

УДК 674:004.414.23(075)
ББК 37.13:32.97я7

В В Е Д Е Н И Е

Информационные технологии распространяются со скоростью 

света, охватывая все новые культуры, сильно отличающиеся от тех, в 
которых эти технологии зародились. Внутри этих культур понятия «ав-
томатизация» и «компьютеризация» воспринимаются по-разному и ча-
сто с понятным опасением, ибо они неизбежно влияют на жизнь инди-
видуумов и сообществ, а это влияние не всегда понятно и желательно.

В высококачественном современном информационном обслужи-

вании и переработке информации нуждаются современное материаль-
ное производство и другие области деятельности. Самым лучшим, 
практичным и универсальным средством обработки информации явля-
ется компьютер, который не только облегчает и ускоряет работу и про-
фессиональный процесс, но и особо качественно обрабатывает инфор-
мационные ресурсы. Он также усиливает интеллектуальные возможно-
сти человека и общества, расширяет коммуникационные возможности. 
Появление и бурное использования современных компьютеров, кото-
рые являются средством современных информационных технологий, –
незаменимая составляющая информационного общества.

С появлением новых информационных технологий человек начи-

нает овладевать новыми колоссальными объемами информации. 
Но при этом новые информационные технологии коренным образом 
меняют социальный, культурный порядок развития. Современные тех-
нологии, биотехнологии, атомные технологии, технологии безотход-
ного производства и т. д. невозможно применять без компьютеризиро-
ванных информационных систем, представляющих собой как бы осе-
вой принцип, вокруг которого формируется новая научно-технологиче-
ская рациональность, общество, основанное на знании.

Информатизация общества – это глобальный социальный про-

цесс, особенность которого состоит в том, что доминирующими видами
деятельности в сфере общественного производства являются сбор, 
накопление, продуцирование, обработка, хранение, передача и исполь-
зование информации, осуществляемые на основе современных средств 
микропроцессорной и вычислительной техники, а также на базе разно-
образных средств информационного обмена. 

Одним из направлений процесса информатизации современного 

общества является информатизация образования – процесс обеспече-
ния сферы образования методологией и практикой разработки и 

оптимального использования современных или, как их принято назы-
вать, новых информационных технологий, ориентированных на реали-
зацию психолого-педагогических целей обучения, воспитания.

Системы компьютерного моделирования в деревообработке

представляют собой главную и основную составляющую информаци-
онного общества. Они позволяют полностью удовлетворить нематери-
альные потребности человечества и незаменимы в процессе автомати-
зации производства. Системы компьютерного моделирования в дерево-
обработке позволяют облегчить труд человека и способны во много раз 
ускорить процесс производства.

Важную роль в развитии современных информационных техно-

логий занимает интернет, который позволяет человеку с помощью ком-
пьютера получать большие объемы необходимой информации, об-
щаться с другими людьми и оперативно отправлять и передавать дан-
ные коллегам, которые находятся на дальних расстояниях.

Новые информационные технологии играют важную роль в раз-

витии социальных, культурных, гносеологических форм, оказывают 
все возрастающее влияние на формирование личности, семьи, образа 
жизни, изменяют сферу образования.

На сегодняшний день очевидно преобладание информационной 

составляющей деятельности людей над всеми другими ее формами и 
компонентами. Поэтому слово «информация» приобрело поистине ма-
гическое значение, а системы компьютерного моделирования в дерево-
обработке выступают подлинной движущей силой мирового экономи-
ческого и технологического развития, направленной на преумножение
современных знаний и духовных ценностей, расширение сферы ис-
пользования достижений науки и техники XXI века.

1 . К О М П Ь Ю Т Е Р Н Ы Е  Т Е Х Н О Л О Г И И И  И Х  Р О Л Ь  

В  С О В Р Е М Е Н Н О М  О Б Щ Е С Т В Е

1 . 1 .
Ц е л и  и  з а д а ч и  и з у ч е н и я  д и с ц и п л и н ы

Цель дисциплины – изучить системы компьютерного моделиро-

вания в деревообработке с целью их практического  (прикладного)  при-
менения в сфере компьютерных технологий при проведении научных
исследований, овладеть теорией создания и использования вычисли-
тельной техники в образовательном процессе.

Задачи дисциплины: формирование общетеоретического круго-

зора, профессиональных знаний и практических навыков, необходи-
мых студенту любого профиля для дальнейшего успешного осуществ-
ления научной, производственной и преподавательской деятельности в 
информационном обществе.

1 . 2 .
П о н я т и е  и  о с о б е н н о с т и  с о в р е м е н н о г о  

и н ф о р м а ц и о н н о г о  о б щ е с т в а

Информационное общество – теоретическая концепция постин-

дустриального общества; историческая фаза возможного развития ци-
вилизации, в которой главными продуктами производства становятся 
информация и знания. 

Отличительные черты информационного общества:
– увеличение роли информации, знаний и информационных тех-

нологий в жизни общества;

– возрастание числа людей, занятых информационными техноло-

гиями, коммуникациями и производством информационных продуктов 
и услуг в валовом внутреннем продукте;

– нарастающая информатизация общества с использованием те-

лефонии, радио, телевидения, сети Интернет, а также традиционных и 
электронных СМИ;

– создание глобального информационного пространства, обеспе-

чивающего эффективное информационное взаимодействие людей, их 

доступ к мировым информационным ресурсам и удовлетворение их по-
требностей в информационных продуктах и услугах.

В конце XX в. термины «информационное общество» и «инфор-

матизация» прочно заняли свое место в лексиконе не только специали-
стов в области информации, но и политических деятелей, экономистов, 
преподавателей и ученых. В большинстве случаев это понятие ассоци-
ировалось с развитием информационных технологий и средств теле-
коммуникации, позволяющих на платформе гражданского общества 
(или по крайней мере декларированных его принципов) осуществить 
новый эволюционный скачок и достойно войти в ХХI век уже в каче-
стве информационного общества или его начального этапа.

В отличие от революций, происходящих в человеческом обще-

стве, каждый информационный «скачок» вперед не уничтожал, а вби-
рал в себя и усовершенствовал достижения предыдущих этапов.

Основные характеристики информационного общества опреде-

ляются по следующим критериям:

– технологический: ключевой фактор – информационные техно-

логии, которые широко применяются в производстве, учреждениях, си-
стеме образования и в быту;

– социальный: информация выступает в качестве важного стиму-

лятора изменения качества жизни, формируется и утверждается «ин-
формационное сознание» при широком доступе к информации;

– экономический: информация составляет ключевой фактор в 

экономике в качестве ресурса, услуг, товара, источника добавленной 
стоимости и занятости;

– политический: свобода информации, ведущая к политическому 

процессу, который характеризуется растущим участием и консенсусом 
между различными классами и социальными слоями населения;

– культурный: признание культурной ценности информации по-

средством содействия утверждению информационных ценностей в ин-
тересах развития отдельного индивида и общества в целом;

– коммуникативный: информация представляет собой «ключе-

вой элемент информационного общества».

Говоря об информационном обществе, его следует принимать не 

в буквальном смысле, а рассматривать как ориентир, тенденцию изме-
нений в современном обществе. Эта модель ориентирована на будущее, 
но в развитых странах уже сейчас можно отметить целый ряд вызван-
ных информационными технологиями изменений, которые подтвер-
ждают концепцию информационного общества. 

Среди этих изменений можно выделить следующие:
– структурные изменения в экономике, особенно в сфере распре-

деления рабочей силы;

– возросшее осознание важности информации и информацион-

ных технологий;

– растущее осознание необходимости компьютерной грамотности;
– широкое распространение компьютеров и информационной 

технологии;

– развитие компьютеризации и информатизации общества и об-

разования;

– поддержка правительством процесса развития компьютерной 

микроэлектронной технологии и телекоммуникаций.

В свете этих изменений информационное общество можно опре-

делить как общество, в котором качество жизни так же, как и перспек-
тивы социальных изменений и экономического развития, в возрастаю-
щей степени зависит от информации и ее эксплуатации. В таком обще-
стве стандарты жизни, формы труда и отдыха, система образования и 
рынок находятся под значительным влиянием достижений в сфере ин-
формации и знания.

1 . 3 .
И н ф о р м а ц и я  и  е е  в и д ы .  И н ф о р м а ц и о н н ы й  

р е с у р с

Понятие, обозначаемое термином «информация», – очень емкое. 

Оно относится к группе общенаучных категорий и занимает важное ме-
сто в различных науках (физике, биологии, информатике, экономике, 
психологии, социологии и др.). В Федеральном законе от 27.07.2006 
№ 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите 
информации» информация определяется как сведения (сообщения, дан-
ные) независимо от формы их представления.

Но информацией является не любое сообщение, а лишь такое, которое 
содержит неизвестные ранее его получателю факты. Если в полученных 
сведениях ничего нового для получателя нет (например, 2 
умножить на 2 получается 4), то количество полученной информации 
будет равно нулю. И поэтому общими являются понятия, данные или 

сведения, т. е. любые сообщения, без оценки их значимости или полезности 
для потребителя.

Информацию можно разделить на виды по различным критериям:
1) по способу восприятия:
– визуальная – воспринимаемая органами зрения;
– аудиальная – воспринимаемая органами слуха;
– тактильная – воспринимаемая тактильными рецепторами;
– обонятельная – воспринимаемая обонятельными рецепторами;
– вкусовая – воспринимаемая вкусовыми рецепторами;
2) по форме представления:
– текстовая – передаваемая в виде символов, предназначенных 

обозначать лексемы языка;

– числовая – в виде цифр и знаков, обозначающих математические 
действия;

– графическая – в виде изображений, предметов, графиков;
– звуковая – устная или в виде записи и передачи лексем языка 

аудиальным путем;

3) по назначению:
– массовая – содержит тривиальные сведения и оперирует набо-

ром понятий, понятных большей части социума;

– специальная – содержит специфический набор понятий, при ис-

пользовании происходит передача сведений, которые могут быть непо-
нятны основной массе социума, но необходимы и понятны в рамках уз-
кой социальной группы, где используется данная информация;

– секретная – передаваемая узкому кругу лиц и по закрытым (за-

щищенным) каналам;

– личная (приватная) – представляющая собой набор сведений о 

какой-либо личности, определяющих социальное положение и типы со-
циальных взаимодействий внутри популяции;

4) по значению:
– актуальная – информация, ценная в данный момент времени;
– достоверная – информация, полученная без искажений;
– понятная – информация, выраженная на языке, понятном тому, 

кому она предназначена;

– полная – информация, достаточная для принятия правильного 

решения или понимания;

– полезная – информация, полезность которой определяется 

субъектом, получившим информацию, в зависимости от объема воз-
можностей ее использования;

5) по истинности:
– истинная;
– ложная;
Информацию также различают по отраслям знаний: техническая, 

экономическая, биологическая и т. п. Одна из важнейших разновидно-
стей информации – экономическая информация, непосредственно свя-
заная с управлением коллективами людей, производством, распределе-
нием, обменом и потреблением материальных благ и услуг. Экономи-
ческая информация включает сведения о составе трудовых, материаль-
ных и денежных ресурсов и состоянии объектов управления на опреде-
ленный момент времени.

Информация приобретает черты экономического блага и обраща-

ется в экономике как ресурс, используемый в процессе хозяйственной 
деятельности, а также как товар (информационные товары, услуги).
С наиболее общих позиций информационный ресурс может быть опреде-
лен как совокупность накопленной информации, зафиксированной на ма-
териальном носителе в любой форме, обеспечивающей ее передачу во вре-
мени и пространстве для решения научных, производственных, управлен-
ческих и других задач. Информационный ресурс имеет вид книг, журна-
лов, файлов, фотографий, отчетов, дневников и т. д.

Информационные ресурсы характеризуются:
– тематикой (общественно-политическая, научная, техническая, 

правовая, экономическая и т. д.);

– формой собственности (государственная, муниципальная, частная);
– доступностью (открытая, секретная, ограниченного использо-

вания);

– формой представления (текстовая, изобразительная, звуковая);
– носителем (бумажный, электронный).
Использование информационных ресурсов сопровождало дея-

тельность человека, в том числе и экономическую, и раньше, однако к 
настоящему времени их роль и значение неизмеримо увеличились. Ин-
формационные ресурсы занимают все более значимое положение в 
ряду других ресурсов предприятия, отрасли и национальной экономики 
в целом. К информационным продуктам и услугам относят: базы дан-
ных, программное обеспечение, образовательные услуги, консультиро-
вание, результаты научно-исследовательских и опытно-конструктор-
ских работ и др. Эти продукты и услуги обмениваются на информаци-
онном рынке и отличаются многочисленными особенностями как на 
стадиях разработки, производства, так и на этапе обращения. Для 

принятия правильных решений хозяйствующим субъектам необходим 
доступ к соответствующим информационным ресурсам. Здесь речь мо-
жет идти о самых разных источниках, доступных в условиях рыночных 
отношений, в том числе и о таких, за пользование которыми прихо-
дится платить немалые деньги. По источникам формирования и отно-
шению к конкретной организации информационные ресурсы могут 
быть разделены на внутренние и внешние. К внутренним ресурсам от-
носится информация, которая создается в процессе функционирования 
организации и формируется специалистами различных ее подразде-
лений (например, отчетность). К внешним информационным ресур-
сам относятся сведения о состоянии внешней среды, в которой дей-
ствует организация (например, средства массовой информации –
СМИ).

1 . 4 .  О с н о в н ы е  з а д а ч и  и н ф о р м а т и з а ц и и

Управление информационными ресурсами, включающее органи-

зацию данных и управление процессами их обработки, активно выде-
ляется в отдельную управленческую функцию. Все это связано с таким 
процессом в обществе, как информатизация. Информатизация – это 
организационный социально-экономический и научно-технический 
процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информа-
ционных потребностей и реализации прав юридических и физических 
лиц на основе формирования и использования информационных ресур-
сов. Информатизация базируется на применении автоматизированных 
информационных технологий (АИТ).

Основными задачами информатизации общества являются:
– модернизация информационно-телекоммуникационной инфра-

структуры;

– эффективное формирование и использование национальных 

информационных ресурсов и обеспечение широкого, свободного до-
ступа к ним;

– обеспечение граждан общественно значимой информацией и 

развитие независимых средств массовой информации;

– создание необходимой нормативно-правовой базы построения 

информационного общества.