25. Целесообразность централи­зованной обработки дан­ных

Централизованная обработка данных целесообразна в управляю­щих вычислительных системах (УВС) при решении задачи оптими­зации процесса по требуемым крите­риям, когда необходимо определять обобщенные технико-экономические показатели управления, в том числе с учетом результатов измерений.

Для таких систем характерны:

- большой объем обрабатывае­мых результатов измерений и преобладание количественных величин;

- необходимость интегрирова­ния ряда величин и получения средних значений;

- большой объем хранимых дан­ных;

- выполнение сравнительно про­стых вычислительных опера­ций в реальном масштабе вре­мени, т. е. в темпе поступле­ния результатов измерений и протекания управляемого про­цесса;

- универсальность используемо­го центрального процессора и быстрое изменение программ;

- возможность вмешательства оператора в процесс управле­ния;

- отображение результата как в цифровой, так и в аналого­вой формах;

- формирование сигналов управ­ления для исполнительных ор­ганов.

Вместо центральной цифровой ЭВМ в состав УВС может входить аналоговый специализированный вычислитель (модель). Современные УВС и информационно-измерительные системы с централизованной об­работкой данных обычно содержат микро - или миниЭВМ, оборудован­ную дисплеем. Обработку могут осуществлять и несколько парал­лельно действующих процессоров, что повышает производительность системы.

Централизованная обработка данных может быть дистанционной, когда объект измерения расположен на расстоянии и связан с центром сбора и обработки телеметрическим каналом. Пример схемы такой ин­формационно-измерительной систе­мы приведен на рис. 5.3.

Рис. 5.3. Пример информационно-измери­тельной системы с дистанционной передачей данных подвижным объектом

26. Программирование работы процессора

Функционирование и взаимодействие средств измерений и обработки данных в рамках управляющих вычисли­тельных и информационно-измери­тельных систем осуществляется по командам программ, хранящимся в памяти процессора системы, а в слу­чае систем с децентрализованной об­работкой данных - по программам совокупности процессоров, один из которых является главным (центральным). Совокупность всех про­грамм и данных, используемых для управления системой и ее функцио­нальными элементами, т. е. сбора, передачи и обработки данных, назы­вают программным обеспечением. Устройства обработки данных с по­стоянной жестко заданной програм­мой называют специализированны­ми, а перепрограммируемые - уни­версальными.

Аппаратные и программные средства взаимно дополняют друг друга. Управляющие и вспомогатель­ные программы образуют так на­зываемую операционную систему ЭВМ. Существуют различные опе­рационные системы, определяющие производительность и сервисные возможности машин, в которых они используются.

Программы записывают либо на машинно-ориентированном языке, либо на одном из проблемно-ориен­тированных языков программирова­ния. Машинный язык более сложен, он связан с необходимостью записи соответствующей команды для каж­дого шага программы. Однако про­грамма в машинных кодах может быть непосредственно исполнена процессором, что требует меньше времени на ее реализацию, в отли­чие от программ, записанных на проблемно-ориентированных язы­ках программирования. В послед­нем случае необходимо преобразо­вание (перевод) таких программ на машинный язык, выполняемое про­граммой - ассемблером после ввода программы на исходном языке в ЭВМ.

Программа представляет собой список команд и правил, необходимых для решения задачи. По каждой команде в машине органи­зуется выполнение соответствующей операции. Для программирования задачу разбивают на элементарные шаги, которые могут быть представлены набором машинных команд.

Существуют определенные правила и формы представления программ. Логичес­кая структура программы не зави­сит от типа используемой ЭВМ. Аналогично простейшим логичес­ким элементам, используемым для построения цифровых схем, для сос­тавления блок-схем программ при­меняют стандартные программные элементы, такие, как условный пере­ход, цикл и под­программа.

Часто встречающиеся операции реализуются стандартными подпро­граммами, к которым обращаются по мере надобности при выполнении основной программы, что позволяет уменьшить затраты на программи­рование.

Программирование задач поль­зователя начинают с уточнения их постановки. Программная обработка резуль­татов измерений требует, чтобы пользователь понимал принципы функционирования информационно-измерительной системы, прини­мая во внимание потенциальные погрешности измерений и возмож­ности ЭВМ с точки зрения алгоритмизации процессов измерений и их программного обеспечения.