Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Автоматизация научных исследований..pdf
Скачиваний:
17
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
6.27 Mб
Скачать

-стандартизация интерфейса;

-интерактивный (диалоговый) режим системы.

Принципы построения системы взаимосвязаны между собой. Модульность обеспечивает возможность построения систем раз­

личной конфигурации из стандартных модулей технического и про­ граммного обеспечения. Стандартизация интерфейса (сопряжения) между модулями обеспечивает быструю замену устаревших модулей новыми, более совершенными. Применение общей шины позволяет унифицировать связь между модулями, упростить систему и повысить ее надежность, а также обеспечивает возможность изменять и расши­ рять систему. Для расширяемости системы необходимо предусмотреть возможность построения многоуровневой (иерархической) структуры с реализацией на каждом уровне определенного класса задач. С ростом количества уровней трудности создания системы возрастают, так как требуется обеспечить не только функционирование каждого из них в отдельности, но и их взаимное согласование (по функциям, характе­ ристикам, информационным связям).

В АСНИ-Э при распределении функциональных подсистем по ие­ рархическим уровням следует учитывать, что взаимодействие с внеш­ ней средой происходит на нижнем уровне системы, а основная перера­ ботка информации, интерпретация результатов эксперимента и связь с другими системами осуществляются на верхнем уровне. В практике создания АСНИ-Э наибольшее распространение получили двухуров­ невые иерархические структуры, а также одноуровневые автономно функционирующие системы для решения задач автоматизации массо­ вого лабораторного эксперимента.

Интерактивный (диалоговый) режим работы АСНИ-Э обеспечи­ вает возможность быстрого обмена данными между человеком и сис­ темой, что важно при наладке системы и, особенно в аварийных си­ туациях, а также удобно при нормальной эксплуатации системы, когда необходимо скорректировать план эксперимента.

1.6.5. Структуры АСНИ-Э

Создание любой системы начинается с выбора ее структуры. Структура системы определяется взаимосвязью ее элементов. Типо­ выми элементами технических средств АСНИ-Э являются:

- измерительные устройства (ИУ) и системы (ИС) (комплекс из­ мерительных устройств);

-устройства (УПД) и системы (СПД) передачи данных или про­ цессоры связи (ПС) и каналы связи (КС);

-устройства хранения данных (УХД) - банк данных (БД);

- электронные вычислительные машины (ЭВМ), включающие в качестве основных элементов процессор (П), оперативную память (ОП), внешнюю память (ВП) и канал ввода-вывода (КВВ) или про­ цессор обмена данными (ПОД);

-устройства отображения (вывода) данных (УОД) - дисплей (Д);

-устройства ввода данных (УВД);

-исполнительные устройства (механизмы) управления (ИУУ). Устройства ввода и вывода данных с отображением и регистраци­

ей образуют комплекс технических устройств, называемых термина­ лами. Терминалы с аппаратурой передачи данных, включающей про­ цессоры и каналы связи, образуют класс удаленных терминалов. Комплекс терминала и ЭВМ называется интеллектуальным термина­ лом. Измерительные устройства и исполнительные устройства управ­ ления, предназначенные для обмена данными между ЭВМ и экспери­ ментальной установкой, образуют класс специальных терминалов в отличие от терминалов общего назначения для обмена данными ме­ жду ЭВМ и человеком.

В зависимости от формы представления информации все устрой­ ства делятся на дискретные и аналоговые. В связи с быстрым разви­ тием микроэлектроники и средств вычислительной техники обработка и передача данных, как правило, осуществляются в дискретном виде.

По характеру расположения элементов АСНИ-Э делятся на сис­ темы с сосредоточенными элементами (локальные системы) и систе­ мы с распределенными (удаленными) элементами (информационно­ вычислительные сети).

Взависимости от назначения можно выделить типовые АСНИ-Э:

-система сбора экспериментальных данных (рис 1.3);

Рис. 1.3

- система обработки данных (рис. 1.4);

1 3 I °

Г)

Рис. 1.4

- система управления экспериментом в реальном масштабе вре­ мени (рис. 1.5);

Ж

3

К й

Б S

к о

<DО н

с

о

О

Рис. 1.5

- система автоматизации научных расчетов и моделирования (рис. 1.6);

f

Рис. 1.6

Структура (конфигурация) АСНИ-Э определяется набором ре­ шаемых задач, техническим составом системы и расположением ис­ точников и приемников информации. В классе типовых структур в АСНИ-Э широкое распространение получили следующие:

- узловая структура, когда один центральный элемент (ЦЭ) со­ единяется радиальными индивидуальными линиями с периферийны­ ми элементами (рис 1.7);

- цепочечная магистральная структура, когда информация пере­ дается по цепочке от элемента к элементу (рис. 1.8);

«—О—*о—<3

Рис. 1.8

- магистральная структура с общей шиной, когда все элементы системы подключены к общей шине управления и передачи данных (рис. 1.9);

- иерархическая (многоуровневая) структура, когда элементы расположены на нескольких уровнях, причем элементы нижнего уровня образуют с центральным элементом верхнего уровня узловую (рис. 1.10) или магистральную структуру (рис. 1.11)

-радиальная структура, когда центральный элемент соединяется

сцепочечной (рис. 1.12) или магистральной структурой периферий­ ных элементов (рис. 1.13);

W пэ

Рис. 1.12