4.3. Системы программного обеспечения
Под программным обеспечением подразумевается набор программ и команд, с помощью которых осуществляется управление работой ЭВМ, соответствующих интерфейсов и периферийных устройств. Программное обеспечение является одним из основных компонентов системы ЭВМ—микробиологический процесс. Именно программы определяют работу ЭВМ, а в конечном итоге и ход биопроцесса. От программного обеспечения зависит, какие данные будут отображаться и храниться в памяти ЭВМ и в каком формате, какие команды или вмешательства оператора необходимы или допустимы, а в некоторых случаях, как будет протекать процесс. Если вы имеете опыт работы с системами типа ЭВМ—аппарат или ЭВМ—процесс, то вы должны знать, что необходимым условием успешного функционирования системы являются хорошие программы и что разработка программ может быть самой трудной задачей и самым дорогостоящим элементом при создании системы биопроцесс—ЭВМ.
РИС. 16. Схема ЭВМ, управляющей пилотным биореактором (УПП — устройство построчной печати, ФС — фиксированные соединения, СП — система переключения, Р—распределитель). Контактные сенсоры получают информацию об аналитическом оборудовании и команды от оператора. [Воспроизведено с разрешения из статьи: Meiners М., Rapmundt W., Some Practical Aspects of Computer Applications in a Fermentor Hall; Biotech. Bioeng., 25, 809 (1983).]
Такое соотношение затрат в последнее время усугубляется еще и постоянным снижением цен на ЭВМ. Поэтому как исследователям, так и руководителям предприятий следует тщательно изучать возможности имеющегося программного обеспечения, имея в виду его вероятное использование в других ЭВМ, а также сравнивать цены программного и аппаратного обеспечения ЭВМ и выбирать оптимальный вариант.
Операционная система ЭВМ контролирует выполнение программ, хранение файлов, инвентаризацию и распределение памяти и координирует эти функции. Имеется несколько типов программ для ЭВМ: сервисные программы, выполняющие вспомогательные функции (запуск системы, создание файлов); языковые программы, позволяющие использовать языки более высокого уровня (БЕЙСИК, ФОРТРАН, АПЛ и другие); прикладные программы, предназначенные для выполнения специальных расчетов и других прикладных задач. Некоторые из задач прикладных программ (сбор данных, передача информации оператору, составление отчета) мы уже обсуждали, а другие задачи таких программ (обработка данных, управление процессом) мы рассмотрим в остальных разделах этой главы.
При выборе той или иной конкретной системы аппаратного и программного обеспечения важно учитывать ее способность выполнять несколько задач одновременно и работать в режиме с разделением времени. Если система обладает такой способностью, то она, по сути дела, может выполнять несколько программ одновременно, например определять параметры процесса, анализировать полученные данные и управлять несколькими операциями. Такие системы, кроме того, позволяют записывать новые и отлаживать или модифицировать старые программы, не прерывая управление операциями. Способность ЭВМ решать несколько задач одновременно существенна на втором и третьем уровнях (рис. 14), а специализированные системы сбора и анализа данных на базе микро-ЭВМ (рис. 15) не обязательно должны работать в режиме с разделением времени.
Ознакомившись с основными положениями, касающимися систем процесс—ЭВМ, перейдем теперь к рассмотрению применения ЭВМ и полученных с их помощью данных для изучения состояния биопроцесса и создания условий, обеспечивающих его максимальную производительность.