1. 1. Особенности организации вычислительных систем

 

Цель : Изучение основных технических требованийй к ВС,функциональных возможностей, Обобщающего критерия выбора структуры ВС для решении конкретной задачи в виде стоимостнОго критерия. Изменение технических характеристик достигается варьированием как аппаратными, так и программными средствами с целью получения ее наилучшего варианта.

1.1. Технические требования вс

 

ВС представляет собой совокупность аппаратных (Hard Ware) и программных средств (Soft Ware)[1,2,7]. Причем аппаратные средства обеспечивают максимальную производительность или быстродействие, а программные средства - расширение круга задач, решаемых данной ВС. Как правило, реализация вычислений программными средствами является менее быстродействующей. Поэтому в процессе проектирования ВС[6,8,9] в целом необходимо определить оптимальные соотношения между аппаратными и программными средствами с целью получения заданных характеристик ВС. При этом в процессе проектирования производительность системы, объем памяти, габариты, потребляемая энергия выступают в качестве критериев выбора конкретной структуры ВС.

 

Обобщающим критерием выбора структуры ВС при решении конкретной задачи, как правило, является стоимостнОй критерий, который сочетает в себе все выше перечисленные критерии. А при изменении технического задания можно варьировать как аппаратными, так и программными средствами с целью получения ее наилучшего варианта.

 

При проектировании ВС необходимо учитывать следующие функциональные возможности.

1. Сбор и обработка в реальном времени разнообразных измеряемых параметров.

2. Предварительные преобразования различного рода информации.

3. Отображение информации в виде формуляров с подключением мо­ниторов.

4. Контроль и оценка параметров и сравнение со стандартами.

5. Диагностика, анализ функционирования ВС с возможностью вызо­ва диагностических программ.

6. Архивация большого количества данных с возможностью просмотра и анализа.

7. Оформление протоколов на бумажном и магнитном носителе.

8. Связь с другими системами в виде подключения к ЛВС.

9. Выдача сигналов управления для использования в системах сигнализации.

 

Технические особенности.

1. Структура проектируемой ВС должна быть типична или универ­сальна, что сокращает время на разработку такой системы.

2. Обеспечение высокого быстродействия при малом потреблении энергии.

3. Возможность подключения большого числа датчиков и перифе­рийных устройств.

4. Малые габариты и вес.

5. Низкая цена.

 

Конструктивные особенности.

1. Евроконструктив с улучшенной системой вентиляции и использова­нием различных фильтров.

2. Использование двойного питания: переменного и постоянного.

3. Проектируемая ВС должна быть частью измерительного крейта.

4. Защита от зависания.

5. Совместимость со всем набором эффективных устройств.

1.2. Назначение и основные компоненты вс

 

Современные информационные управляющие радиоэлектронные системы [3] отличаются высокой степенью автоматизации процессов, вы­числяемых параметров управления, проведением процедур измеритель­ного контроля и управлением техническими процессами и объектами. На нижнем уровне управления все эти задачи эффективно решаются на основе использования ВС сбора и обработки данных, максимально приближенных к объекту.

 

В общем случае система ВС (обмена) включает в себя:

множество источников:D={D₁,D₂, …,D_n};

множество приемников: П={П₁, П₂, …, П_m}.

 

Таким образом, имеем многоканальную систему передачи данных (СПД), которая может быть локальной, региональной или глобальной (рис. 1.1).

 

Если микропроцессорная система обеспечивает взаимообратный обмен информации, она называется дуплексной. Различают два типа ВС:

1. бортовая;

2. наземная.

 

Общая схема сводится к другой упрощенной схеме ВС обработ­ки со множеством измерительных параметров (сигналов) S={S₁,S₂,..,S_L} и множеством управляющих параметровU={U₁,U₂, …,U_K} (рис. 1.2).

 

 

Рис.1.1. Схема обмена информации (дуплексная)

 

 

Рис. 1.2. Схема ВС обработки информации

 

Объект управления (ОУ) содержит датчики D, которые форми­руют множество параметровS, необходимых для первичной обработки информации об объекте. Сбор этой информации, преобразование и ввод в операционный блок ВС осуществляются посредством подсистемы преобразования, которая взаимодействует с ядром ВС через сис­темный интерфейс. После выполнения необходимых вычислительных операций по параметрамSоперационный блок или ядро формируют управляющее воздействие, которое через блоки вывода и преобразования передается на объект для обеспечения требуемых характеристик процессов управления или измерения.

 

Результаты обработки ядром ВС выводятся с помощью стан­дартных систем отображения на экран монитора или других визуальных приборов либо передаются через канал связи для взаимодействия с си­стемами более высокого уровня, для вторичной обработки информации.

 

Данная система является замкнутой и работающей автоматически. Структура ВС обработки информации зависит от формы представ­ления ее входных и выходных сигналов. В процессе проектирования таких систем должен рассматриваться вопрос структурной организации и проектирования всей системы в целом и ее подсистем в виде частотно-импульсных сигналов.