О программной и аппаратной реализации автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием

Алгоритмы управления автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием могут быть ре­ализованы двумя принципиально различны­ми способами:

программным способом;

аппаратурной реализацией.

Отметим преимущество и недостатки этих способов. Программный способ более универсален, поскольку при изменении алго­ритма приходится только изменять програм­му. В то же время программный способ обладает меньшим быстродействием, чем аппаратурный.

Аппаратурная реализация автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием узкоспециали­зирована, и при необходимости смены алго­ритма приходится заменять всю схему упра­вления.

Возможен и комбинированный способ» когда алгоритм реализуется частично аппа­ратурное и частично — программным спосо­бом, УВМ, в которой часть алгоритмов ра­боты зафиксирована структурным способом, называется специализированной УВМ (СЦВМ).

Технические характеристики автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием в значительной мере зависят от выбранного варианта ее внутреннего математического обеспечения (ВМО), т. е. всего состава алго­ритмов, зафиксированных структурным спо­собом в этой СЦВМ. Поэтому важно ре­шить задачу выбора оптимального варианта ВМО.

Синтез различных вариантов блоков автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием, выполняющих набор микроопера­ций, осуществляется на основе соответствия структурных и опера­ционных элементов вычислительных и логи­ческих процедур» которые требуется реализо­вать аппаратно, аналогичным элементам микроопераций и их микропрограмм. Напри­мер, формальным параметрам процедур, за­писанных на АЛГОЛе или ФОРТРАНе, со­ответствует адресная часть макрокоманды, операции обращения к процедуре — чтение макрокоманды из памяти СЦВМ и т. п. При этом значения переменных, используемых в теле процедуры, хранятся как в ячейках ос­новной памяти, так и в операторных реги­страх. Операторы процедур реализуются как с помощью основного операционного блока, так и с помощью дополнительного специа­лизированного блока.

 

Прикладное и системное программирование автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием

 

 

Прикладные программы автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием — программы, ориентированные на решение конкретных за­дач в различных об ластах применения.

Пакет прикладных программ автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием — комплекс программ с документацией, необходимой для его установки и эксплуатации, предназначенный для решения определенной задачи или класса задач.

Методо-ориентированный пакет прикладных программ автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием — программы, предназна­ченные для реализации различных математи­ческих методов (например, пакеты программ для решения задач линейного программирования, задач статистической обработки данных и т. п.).

Проблемно-ориентированные пакеты прикладных программ автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием — программы, предназначенные для реализации регулярного решения определенной прикладной задачи (например, пакет задач планирования оптимальной за­грузки оборудования и т. п.):

Библиотека прикладных программ автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием - на­бор отдельных программ, предназначенных для решения некоторого класса задач, либо универсальный набор, применимый для ре­шения различных, не связанных между собой задач (например, библиотечные программы для решения задач предварительной обра­ботки информации, подготовки ее к выводу для ЭВМ СМ-1, работающей в АСУ экс­пресс-обработки данных, ситуационного ана­лиза, подпрограммы перевода из процен­тов, которыми измеряются сигналы датчика, в код регистратора, формирования буфера вывода, методов поиска в массиве эталонов и др.).

Программная система автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием — комплекс про­граммных модулей, предназначенный для ре­шения определенной, сравнительно большой по объему задачи.

Драйвер автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием — управляющая программа внешнего устройства.

Агрегатная система программного обеспе­чения (АСПО) автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием — организованный набор про­грамм и данных, предназначенных для уп­равления ресурсами вычислительной си­стемы и облегчения создания прикладных программ для ЭВМ.

Дисковая операционная система (ДОС) автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием - комплекс программ, осуществляющих уп­равление вычислительным процессом и ре­ализующий наиболее общие алгоритмы обработки информации вычислительной ма­шиной, хранимых на магнитных дисках (МД).

Дисковая операционная система реального времени (ДОСРВ) автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием — операционная система, ориентированная на управление выполне­нием прикладных программ согласно их вре­менным характеристикам.

Генерация операционных систем автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием - процесс формирования операционной системы на за-ситуационного ана­лиза, подпрограммы перевода из процен­тов, которыми измеряются сигналы датчика, в код регистратора, формирования буфера вывода, методов поиска в массиве эталонов и др.) данном носителе согласно конкретной кон­фигурации технических средств и требований решаемого круга задач.

Супервизор автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием — комплекс системных про­грамм, осуществляющих централизованную обработку прерываний устройств ввода-вывода, схем контроля процесса, а также уп­равление выполнением прикладных про­грамм, загрузку сегментов, приостанов вы­полнения, обработку запросов на ввод-вы­вод состояния и т. п.

Программы организации файлов автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием — про­граммы, обеспечивающие организацию и си­стематизацию программ и данных в внеш­ней памяти вычислительной машины, созда­ние новых файлов, модификацию суще­ствующих и уничтожение ненужных файлов.

Загрузчик автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием — программный модуль опера­ционной системы, выполняющий функции по подготовке программ к исполнению в задан­ной области оперативной памяти.

Архивариус автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием — программа, предназначен­ная для создания и обновления библиотек программ.

Фоновая задача автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием — работа, выполняемая в промежутки между прерываниями задач основных разделов.

Мнемокод автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием — машинно-ориентированный язык, базирующийся на принципе мнемони­ческого определения элементов команд вы­числительной машины.

Транслятор с проблемно-ориентированного языка автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием - программа, преобразующая про­грамму, записанную на проблемно-ориенти­рованном языке, в набор команд ЭВМ, Про­цесс трансляции по требованию снабжается протоколом (листингом).

Интерпретатор диалоговых языков автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием — про­грамма, предназначенная для решения мате­матических и инженерных задач на языке БЭЙСИК в режиме диалога «человек — машина».

Отладчик автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием — программа, предназначенная для отладки прикладных программ в режиме «человек - машина».

Системные библиотеки автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием - набор стан­дартных математических программ, про­грамм обслуживания ввода-вывода, сорти­ровки и слияния массивов, подпрограмм трансляторов и др.

Программы разметки носителей автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием — про­граммы, выполняющие разметку накопителей на магнитных дисках, лентах, барабанах в заданном формате.

Контрольно-диагностические и эксплуатационные программы автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием - программы, размещаемые в системной библиотеке и осущест­вляющие тестовой контроль работоспособ­ности устройств вычислительной системы, носителей информации, эксплуатационный контроль и диагностику возникающих ситуа­ций.

Библиотека  проблемно-ориентированных, обрабатывающих программ автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием — набор про­грамм расширенной арифметики, вычисле­ния элементарных функций, решения систем алгебраических и дифференциальных уравне­ний, обработки матриц, статистической обработки данных, обработки логической, текстовой, десятичной, графической инфор­мации и др.

Запись автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием — совокупность слов, являющаяся для программы пользователя единицей обработки. За одно обращение к программе управления данными, выполняющей запрос на передачу записи между оперативной па­мятью (буфером) и устройством ввода-выво­да, передается одна запись. При этом запись дискового файла может начинаться с любого слова сектора и занимать столько слов, сколько помещается в ее длине.

Файл автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием — совокупность записей, логически связанных между собой по обработке. Файл может состоять из одной записи. Каждый дисковый файл имеет имя и может занимать один или несколько несмежных участков ди­ска. Вся информация о дисковом файле хра­нится в специальной 16-словной записи на диске метке файла, Файлом может являть­ся, например, программа, библиотека, ма­крокоманда, а записью К оператор про­граммы, макрокоманды.

Метод доступа автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием — способ перемещения за­писей между оперативной памятью (буфе­ром) и устройством ввода-вывода.

Последовательный метод доступа автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием — ме­тод, использующий программы управления данными GET и PUT для передачи очеред­ной записи между буфером и устройством ввода-вывода. При вызове GET (PUT) не указывается адрес передаваемой записи, так как он определяется предыдущим запросом.

Прямой метод доступа автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием — метод исполь­зующий программы управления данными READ и WRITE для передачи записи с за­данным номером между буфером оператив­ной памяти и устройством ввода-вывода. За­писи нумеруются относительно начала фай­ла с единицы.

Блок управления данными (ВУД) автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием - блок, содержащий информацию о файле, необхо­димую программам управления данными. Пользователь резервирует для БУД в своей программе массив оперативной памяти в 16 + 128п слов. Из них 16 слов используются программами управления данными для ссы­лок к файлу в период работы с ним, а 128nслов — как промежуточный буфер для физи­ческой передачи записей дискового файла между диском и буфером пользователя. Это необходимо, если записи в дисковом файле начинаются не с границы сектора, тогда про­межуточный буфер предотвращает разруше­ние смежных записей. С возрастанием п уве­личивается скорость работы с дисковыми файлами вследствие уменьшения числа физи­ческих обращений к диску. Буфер может не предоставляться для недисковых фай­лов и для дисковых файлов, содержащих за­писи, имеющие постоянную длину, кратную длине сектора. После завершения работы с файлом БУД можно использовать для другого файла.

Тип записи файла автоматики и алгоритмов управления промышленным оборудованием - характеристика запи­сей какого-либо файла. Каждый файл может иметь записи либо постоянной, либо пере­менной длины.

Для дисковых файлов, содержащих запи­си постоянной длины, длина записей задает­ся один раз при создании файла и хранится в дальнейшем в метке файла, а для недис­ковых файлов с записями постоянной длины длина записи определяется длиной буфера, задаваемого программе управления данны­ми, осуществляющей передачу записи в бу­фер (из буфера) пользователя.

Записи переменной длины характеризу­ются тем, что они сами несут информацию о своей длине. Записи переменной длины дисковых файлов содержат длину записи в первом и последнем словах каждой записи, а записи переменной длины недисковых файлов — в старших восьми разрядах пер­вого слова каждой записи.

Максимальная длина записи дискового файла 16383 слова, максимальная длина за­писи недискового файла определяется типом устройства ввода-вывода.