Архитектура и особенности работы программируемых контроллеров. Особенности распределения памяти.
Современные ПрК – вычислительные устройства с характеристиками миниЭВМ.
Основа ПрК - Центральный процессор выполняет функции сборки и обработки данных, формирования управляющих сигналов. Память условно поделена на отдельные области (5). У всех 3 процессоров есть связь с памятью Память имеет жесткое распределение областей. Это сделано чтобы упростить систему, повысить надежность системы для реализации функций контроля.
Для области ввода/вывода: адрес ячейки получается из конкретного датчика, конкретного соединения.
Память делится на 5 областей:
1 область памяти - область управляющих программ
2 область памяти – область ввода/вывода
3 область памяти – область промежуточных данных
4 область памяти – область связи
5 область памяти – область флагов (признаков) состояния – информация о состоянии той или иной системы управления
В зависимости от сложности той или иной системы процессоры ввода/вывода и связи могут отсутствовать. В этих случаях их функции выполняет ЦП. Самое сложное: организация взаимодействия с объектом.
Работа программируемых контроллеров
При работе контроллера все его элементы участвуют в: проверке и тестировании устройств контроллера; I/O данных; выполнение инструкций исполняемой программы; обслуживание ПУ и систем связи.
Выполнение этих процессов циклически повторяется. Период повторения называется временем сканирования – важнейший параметр ПрК. Чем меньше период, тем более быстродействующими устройствами может управлять ПрК.
Время сканирования включает: время I/O данных; вр обслуживания модулей связи и ПУ; вр выполнения всех инструкций программы; вр внутренних проверок ПрК.
Постоянно контролируется время сканирования – ≪сторожевой таймер≫. Он сбрасывается и запускается на каждом цикле, при зацикливании его время превышает норму –> аварийная ситуация -> внутреннее прерывание. Для предотвращения аварийной ситуации в ПрК составляется и запоминается таблица I/O. Она отражает размещение и адреса модулей I/O. При включении ПрК производится проверка соответствия таблицы с фактическим размещением модуля.
Для контроля предусматриваются различные виды индикаций (диодная, ламповая - раньше). Также в контроллерах предусмотрены ручные отладочные пульты.
Операционные системы (Томашевич В.Г.)
Определение операционной системы. Задачи и функции операционной системы.
OC-программа, позволяющая рационально использовать оборудование удобным для пользователя образом.
Функции ОС:
1)Планирование заданий и использования процессора;
2)Обеспечение программ средствами коммуникации и синхронизации;
3)Управление памятью;
4)Управление файловой системой;
5)Управление вводом/выводом;
6)Обеспечение безопасности.
3 основных задачи:
1. Управление задачами (заданиями, процессами)
a. Создание и удаление процессов b. Планирование процессов c. Синхронизация процессов
d. Коммуникация процессов e. Разрешение тупиковых ситуаций (тупиков)
2. Управление данными
a. Долговременное планирование — организация размещения данных на ВЗУ, их выборка и предоставление пользовательским программам
b. Оперативное планирование — распределение оперативной памяти под программы и данные, обмен между оперативной и внешней памятью.
3. Связь с оператором
a. Пользовательский интерфейс (управление пользовательскими процессами)
b. Командный интерфейс (управление системными процессами)