Лекция №2 Средства управления объектами автоматизации

Средства управления объектами автоматизации разделяют на универсальные и специализированные, это обычно ЭВМ или программируемые логические контроллеры (ПЛК).

Критерии выбора ЭВМ:

1. Гибкость взаимодействия с нестандартными внешними устройствами.

2. Соответствие вычислительной мощности и требуемой скорости обработки информации в ходе работы такой системы.

3. Наличие необходимого объема запоминающих устройств (ЗУ) для накопления и оперативной обработки информации.

Современные ЭВМ образуют программно совместимое семейство. Наиболее распространенные семейства ЭВМ:

1) Семейство IBM PC на процессорах фирмы Intel.

2) Семейство Macintosh на процессорах фирмы Motorola.

Работа ЭВМ может рассматриваться на трех уровнях:

1) Электронные компоненты ЭВМ.

Без некоторых из этих элементов не может быть построена ни одна современная АС: таймер, программируемый контроллер прерываний (ПКП), контроллер прямого доступа к памяти (КПДП).

2) Архитектура ЭВМ включает такие элементы:

- Набор регистров центрального процессора (ЦП),

- Адресное пространство,

- Система команд,

- Способы представления информации,

- Способы подключения к УСО

3) Программное обеспечение

- Системное

- Прикладное

Для объектно-ориентированных подсистем могут применяться программированные логические контроллеры (ПЛК, PLC - Programmable Logic Controller), которые имею следующие преимущества:

- Экономичность (нет ничего лишнего)

- Высокое быстродействие (система команд ЭВМ ориентирована на определенный круг задач).

- Надежность при работе в экспедиционных условиях.

Различают:

· Аппаратную надежность – способность устройства функционировать при определенных условиях окружающей среды и противостоять ее вредному воздействию (обеспечивается тщательной герметизацией и вентиляцией).

· Программная надежность – способность системы функционировать при возникновении ситуаций, требующих реакции в заданное время. Определяется степенью отлаженности ПО.

Преимущества программируемых логических контроллеров IBM PC:

- Открытость

- Родственность с компонентами верхнего уровня.

2.1. Архитектурные возможности ЭВМ.

С точки зрения архитектуры в любой ЭВМ можно выделить:

1. Центральный процессор (ЦП) – набор регистров и система команд. Используется для обработки данных, управления ходом вычислительного процесса и правления компонентами АС.

2. Основная память. От других видов памяти ее отличает возможность произвольного считывания любой ячейки памяти и время доступа к любой ячейки примерно одинаково.

3. Каналы ввода/вывода информации.

2.1.1. Центральный процессор

Основные регистры процессора:

1. Счетчик команд (программный счетчик) – всегда содержит адрес следующей выполняемой процессом команды.

2. Указатель стека – хранит адрес последней занятой ячейки стековой памяти. Программе часто требуется временно запомнить информацию и затем считывать ее в обратном порядке. Это реализуется посредством стека

LIFO (Last In, First Out) - обозначает принцип «последним пришёл — первым ушёл».

Стек всегда растет в сторону младших адресов. При включении элемента в стек производится автоматический декремент указателя стека. При извлечении элементов из стека – инкремент указателя стека.

3. Регистр состояния процессора хранит коды условий выполнения последней арифметической или логической операции в арифметико-логическом устройстве (АЛУ) и управляет запросами на обслуживание от внешних устройств (ВУ).