Студопедия Главная Случайная страница Задать вопрос

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Фон – неймановской структурой




В качестве примера использования схемы рассмотрим принцип работы компьютера по отношению к его клавишам. Клавиши являются датчиками (Д), при нажатии которых в память (ЗУ) записывается двоичный код, соответствующий данной клавише. Запись идет по прерыванию, возникающему при нажатии клавиши. Специальная программная система (операционная система), заложенная в компьютере, по типу прерывания определяет тип и назначение клавиши и вызывает соответствующие программы обработки. Например, если была нажата буква или цифра для высветки на мониторе, то потребителем информации (буквы или цифры) является монитор, на котором с помощью специальных программ высвечивается нажатая буква или цифра.

Схема рис.1.5.1 может быть использована как исходный инструмент (модель) для начального этапа разработок СРВ. Например, она показывает важную особенность ввода и вывода информации. При вводе любые виды сигналов от датчиков д.б. преобразованы в двоичный код, применяемый в ЗУ. При выводе информации к потребителям она д.б. преобразована в сигналы, которые «понятны» потребителям.

Несмотря на большое разнообразие СРВ, их базовыми компонентами (своего рода фундаментом) являются:

►процесс(ы) в ОУ, (которые подлежат управлению в реальном времени);

 

 

►процесс(ы) в реальном времени (управление процессами в реальном времени) ;

►база данных процессов в реальном времени.

На основе такого «фундамента» строятся остальные программные компоненты СРВ.

Как указывалось в разделе 1.4, практически все компьютеры сейчас фон – неймановского типа. Таким образом, принципиальное единообразие построения УУ (фон – неймановская структура) показывает, что акцент на начальной стадии разработки должен быть сделан не на УУ, а на ОУ (процессов в них), многообразие которых безгранично.

Большой класс объектов управления составляют программируемые логические функции, к которым относятся функции, принимающие логические значения: 0 или 1; «да» или «нет» и т.д. Например: установление соединения – логическая функция (абонент поднял / положил трубку; набрал или не набрал цифру; ). проверка устройств – (выданная в устройство команда отработала правильно или не правильно). Эффективным направлением в методологии (совокупность методов (принципов), упрощающих разработку сложных систем) разработки таких объектов является табличный метод проектирования программируемых логических функций (см. лабораторную работу, курсовую или контрольную), который основывается на:

●выделении функций объекта;

●аксиоматизации функций (выделении своего рода «исходных кубиков»), на основе которых разрабатываются функции;

●подборе соответствующего типа таблиц для «связывания» аксиоматических «кубиков»;

●табличном построении выделенных функций;

Затем, с учетом реализации функций в реальном времени, разрабатываются:

■ программа обработки выбранной таблицы;

■ программы реализации «исходных кубиков».

Типовая структурная схема ПО СРВ.При всем разнообразии процессов управления объектами в СРВ его ПО разделяется на:

►функциональное (ФПО);

► операционная система(ОС).

В операционную систему входят средства реализации управления ФПО в реальном времени, которые предназначены для управления ресурсами системы и процессами, использующими эти ресурсы. Наиболее типовыми ресурсами в СРВ являются время и память. В принципиальном плане ОС имеют достаточно типовые проектные решения, ибо принцип управления объектами различной физической природы в реальном времени един («проталкивание» см. разд.1.3).

В функциональном ПО реализуются конкретные алгоритмы взаимодействия с объектами управления. Несмотря на большое принципиальное разнообразие функциональных процессов, на уровне «датчики – потребители» ФПО имеет типовую структуру, представленную на рис.1.5.2. Здесь датчики (Д) выдают сигналы (информацию) от объекта управления, а потребители (П) получают сигналы (информацию), выработанную УУ для управления объектом

Компоненты ФПО на рис.1.5.2 представлены в виде подсистем:

ввода информации от Д;

обработки информации;

выдачи результатов обработки к П.

Подсистема ввода реализует сбор информации от Д. Результаты ее работы используются как входная информация в подсистему обработки информации.

 

Подсистема обработки информации реализует ее обработку в соответствии с программами преобразования информации от Д в информацию для П. Результаты ее работы используются как входная информация в подсистему выдачи результатов.

 

 
 

 


Рис.1.5.2 Типовая структура ФПО СРВ

 

Подсистема выдачи результатов выдает информацию потребителям (П).

Операционная система управляет компонентами ФПО в режиме реального времени. (Исторически операционная компонента называется «операционной системой», хотя по отношению к СРВ она – подсистема).

Схема на рис.1.5.2 может использоваться как исходный инструмент (модель) для начального этапа разработок ФПО. Она не отменяет инженерного мышления, но ориентирует его в определенном направлении.

Схема на рис.1.5.2 может использоваться так же и при ознакомлении с ФПО реальной СРВ. В этом варианте она используется как «типовой каркас» ФПО и задача инженера сводится к нахождению и соотнесению компонент реального ФПО и каркаса (принцип «ЧТО есть ЧТО?»).

Разработка ПО для СРВ является наиболее сложным типом разработок программного обеспечения (например, решения отдельных задач не временно’го характера). Сложность заключается в системной характеристике СРВ. Нужно не только разработать алгоритмы (и программы по ним) обработки информации от Д и выдачи информации к П, но и «уложить» потоки информации от Д и к П, в, как правило, жесткие временны’е рамки. В настоящее время высокие скорости микропроцессорной техники позволяют существенно упростить задачи такого типа.

Применение механизма прерывания в СРВ массового обслуживания для входных сигналов от Д и выдачи сигналов к П зависит от числа датчиков и сложности процесса обработки. При большом числе датчиков и сложной реализации процесса обработки резко усложняется механизм взаимодействия программ в процессе обработки из – за не синхронности появления прерываний. Целесообразность применения прерываний находится в пределах от единиц до 2 – 3 сотен.







Дата добавления: 2014-12-06; просмотров: 282. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия