Обобщённая структурная схема ИИС

Устройство управления может формировать командную информацию {Ф_о*}, принимать информацию { I *} от функциональных блоков и подавать команды на исполнительные устройства 9 для формирования воздействия на объект исследования. Воздействия могут быть, например, в виде электрических U, механических Р, тепловых Т°, оптических О, гидравлических G и акустических А величин. Воздействия могут организовываться, во-первых, в целях создания соответствующих условий для проведения эксперимента и, во-вторых, для уравновешивания величин, действующих на входы датчиков. В последнем случае система называется замкнутой с компенсационной обратной связью, а формируемые воздействия — компенсирующими величинами.

Множество аналоговых преобразователей 2 содержит преобразователи 2.1 и нормирующие преобразователи 2.2 аналоговых сигналов (например, масштабные преобразователи, преобразователи вида модуляции), коммутаторы аналоговых сигналов 2.3, аналоговые вычислительные устройства (с обозначением F) 2.4, аналоговые устройства памяти 2.5, устройства сравнения аналоговых сигналов 2.6, аналоговые каналы связи (с обозначением КС) 2.7, аналоговые показывающие и регистрирующие измерительные приборы 2.8.

Интерфейсные устройства ИФУ аналоговых блоков главным образом служат для приема командных сигналов и передачи информации о состоянии блоков (см. гл. 5). Например, через ИФУ могут передаваться команды на изменение режима работы, на подключение заданной цепи с помощью коммутатора. Между аналоговыми и цифровыми устройствами включено множество аналого-цифровых преобразователей 3.1 и аналоговых устройств допускового контроля 3.2.

К цифровым устройствам¹ 4 относятся формирователи импульсов 4.1, преобразователи кодов 4.2, коммутаторы 4.3, специализированные цифровые вычислительные устройства 4.4 (с обозначением CPU), устройства памяти 4.5, устройства сравнения кодов 4.6, каналы цифровой связи 4.7 (с обозначением КС), универсальные программируемые вычислительные устройства – микропроцессоры, микро-ЭВМ и т. п. – 4.8.

Группа цифровых устройств вывода, отображения и регистрации 5 содержит формирователи кодоимпульсных сигналов 5.1, печатающие устройства 5.2, устройства записи на перфоленту 5.3 (ПЛ) и считывания с перфоленты 5.4 (также с обозначением ЯЛ), накопители информации на магнитной ленте 5,5 (МЛ) и магнитных дисках 5.6 (МД), дисплеи 5.7 (Д), сигнализаторы 5.8, цифровые индикаторы 5.9.

В структурных схемах далее используются также обозначения элементов цифровой вычислительной техники, установленные ГОСТ 2.743-82. В частности, применяются следующие обозначения: регистр – RG, счетчик – СТ, устройства задержки во времени – DL, генератор – G (серии импульсов – Gn, непрерывной последовательности импульсов – GN, линейно изменяющегося сигнала – GI, синусоидального сигнала – GSIN, одиночного импульса – G1), дешифратор – DС, триггер – Т, память – М(ОЗУ – RAM, SRAM, ПЗУ – ROM, ППЗУ – PROM), мультиплексор (цифровой коммутатор) – MUX, демультиплексор – DMX и др.

Кроме указанных на рис. 1.1 условных графических обозначений в структурных схемах используются обозначения, приведенные в приложении 1.

Уместно отметить, что ЭВМ 4.8 могут взять на себя ряд преобразований, выполняемых, например, в блоках 2.4, 2.5, 2.6, 4.2, 4.4, 4.6, 5.1, а также функции управления (блок 8). Эти преобразования, естественно, будут выполняться программным путем.

Конечно, не во всякой ИИС требуется присутствие всех приведенных на рис. 1.1 блоков. Для каждой конкретной системы количество блоков, состав функций и связи между блоками должны устанавливаться особо.

Нужно отметить, что в технической литературе можно встретить название компонентов ИИС, являющихся объединением нескольких функциональных блоков. Так, например, объединение коммутаторов аналоговых сигналов и аналого-цифровых преобразователей иногда называют многоканальными АЦП.

Структурные схемы содержат важную информацию о системе, но эта информация не позволяет судить о последовательности, режимах, об алгоритмах работы данной системы. Это особенно относится к системам, основанным на использовании вычислительных комплексов, цифровых интерфейсов, содержащих микропроцессоры, ЭВМ и другие многофункциональные устройства.

Ниже предлагаются и рассматриваются содержательные логические схемы алгоритмов (СЛСА), предназначенные для формального описания работы ИИС, в том числе включающих малые ЭВМ. В СЛСА развиваются и конкретизируются идеи ЛСА применительно к специфике таких систем.

При разработке СЛСА предполагалось, что они должны: описывать функционирование как аппаратной, так и программно-управляемой частей ИИС;

Обозначения информационных преобразований в СЛСА в основном выполняются буквами латинского алфавита, а служебной информации – греческого. Аналоговая величина в общем виде обозначается буквой x, множество таких величин – X, цифровая – z, а множество цифровых величин — Z. Цифровое выражение конкретной аналоговой величины представляется в виде D x.

Функциональные операторы получения, преобразования, передачи, выдачи измерительной информации обозначаются І(I *). В скобках дается конкретное содержание таких операторов. Наиболее распространенное содержание операторов связано с оперативным хранением информации S(storage), выдачей, чтением информации R (read), записью, регистрацией информации W (write), обработкой информации F (function) и СР (compute), операциями сравнения CR (comparison) и контроля СН (checking).

Обозначения операторов с перечисленными преобразованиями над Xи Z имеют вид: I(S: X ), I(S:Z); I(R:X ), I(R:Z); І(W:X), I(W:Z); І(F:X), I(CP:Z); І(CR :xi,xj), I(CR:zi,_Zj); I(CH:x), I(CH:z).

Преобразование сигналов записывается с указанием входных и выходных величин, разделенных наклонной прямой, причем указывается вид преобразования информации. Передача аналоговых и цифровых величин обозначается как I(x), I(X), I(z), I(Z).