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; Минобрнауки 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 систем, алгоритмы планирования задач, механизмы межзадачного взаимодействия, инструментальное программное обеспечение для разработки систем 
технологического мониторинга, принципы построения распределенных систем автоматизации.

Предназначено для бакалавров и магистров направления подготовки 

35.03.02, 35.04.02 «Технология лесозаготовительных и деревообрабатывающих производств», а также для научных работников, аспирантов и специалистов 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 «автоматизация» и «компьютеризация» воспринимаются по-разному и часто с понятным опасением, ибо они неизбежно влияют на жизнь индивидуумов и сообществ, а это влияние не всегда понятно и желательно.

В высококачественном современном информационном обслужи
вании и переработке информации нуждаются современное материальное производство и другие области деятельности. Самым лучшим, 
практичным и универсальным средством обработки информации является компьютер, который не только облегчает и ускоряет работу и профессиональный процесс, но и особо качественно обрабатывает информационные ресурсы. Он также усиливает интеллектуальные возможности человека и общества, расширяет коммуникационные возможности. 
Появление и бурное использования современных компьютеров, которые 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 технологии, биотехнологии, атомные технологии, технологии безотходного производства и т. д. невозможно применять без компьютеризированных информационных систем, представляющих собой как бы осевой принцип, вокруг которого формируется новая научно-технологическая 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 использование информации, осуществляемые на основе современных средств 
микропроцессорной и вычислительной техники, а также на базе разнообразных средств информационного обмена. 

Одним из направлений процесса информатизации современного 

общества является информатизация образования – процесс обеспечения сферы образования методологией и практикой разработки и 

оптимального использования современных или, как их принято называть, новых информационных технологий, ориентированных на реализацию психолого-педагогических целей обучения, воспитания.

Системы компьютерного моделирования в деревообработке

представляют собой главную и основную составляющую информационного общества. Они позволяют полностью удовлетворить нематериальные потребности человечества и незаменимы в процессе автоматизации производства. Системы компьютерного моделирования в деревообработке 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 компьютера получать большие объемы необходимой информации, общаться с другими людьми и оперативно отправлять и передавать данные 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 магическое значение, а системы компьютерного моделирования в деревообработке выступают подлинной движущей силой мирового экономического и технологического развития, направленной на преумножение
современных знаний и духовных ценностей, расширение сферы использования 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)  применения в сфере компьютерных технологий при проведении научных
исследований, овладеть теорией создания и использования вычислительной техники в образовательном процессе.

Задачи дисциплины: формирование общетеоретического круго
зора, профессиональных знаний и практических навыков, необходимых студенту любого профиля для дальнейшего успешного осуществления 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 цивилизации, 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 потребностей в информационных продуктах и услугах.

В конце XX в. термины «информационное общество» и «инфор
матизация» прочно заняли свое место в лексиконе не только специалистов в области информации, но и политических деятелей, экономистов, 
преподавателей и ученых. В большинстве случаев это понятие ассоциировалось с развитием информационных технологий и средств телекоммуникации, позволяющих на платформе гражданского общества 
(или по крайней мере декларированных его принципов) осуществить 
новый эволюционный скачок и достойно войти в ХХI век уже в качестве информационного общества или его начального этапа.

В отличие от революций, происходящих в человеческом обще
стве, каждый информационный «скачок» вперед не уничтожал, а вбирал 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, системе образования и в быту;

– социальный: информация выступает в качестве важного стиму
лятора изменения качества жизни, формируется и утверждается «информационное 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 интересах 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 изменений в современном обществе. Эта модель ориентирована на будущее, 
но в развитых странах уже сейчас можно отметить целый ряд вызванных информационными технологиями изменений, которые подтверждают 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 перспективы социальных изменений и экономического развития, в возрастающей степени зависит от информации и ее эксплуатации. В таком обществе стандарты жизни, формы труда и отдыха, система образования и 
рынок находятся под значительным влиянием достижений в сфере информации 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 место 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, данные) независимо от формы их представления.

Но информацией является не любое сообщение, а лишь такое, ко
торое 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 математиче
ские 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 непонятны основной массе социума, но необходимы и понятны в рамках узкой 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 социальных 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 возможностей ее использования;

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

экономическая, биологическая и т. п. Одна из важнейших разновидностей информации – экономическая информация, непосредственно связаная с управлением коллективами людей, производством, распределением, обменом и потреблением материальных благ и услуг. Экономическая информация включает сведения о составе трудовых, материальных и денежных ресурсов и состоянии объектов управления на определенный 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 определен как совокупность накопленной информации, зафиксированной на материальном носителе в любой форме, обеспечивающей ее передачу во времени и пространстве для решения научных, производственных, управленческих и других задач. Информационный ресурс имеет вид книг, журналов, 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. Информационные ресурсы занимают все более значимое положение в 
ряду других ресурсов предприятия, отрасли и национальной экономики 
в целом. К информационным продуктам и услугам относят: базы данных, программное обеспечение, образовательные услуги, консультирование, результаты научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ и др. Эти продукты и услуги обмениваются на информационном рынке и отличаются многочисленными особенностями как на 
стадиях разработки, производства, так и на этапе обращения. Для