Аппаратное и программное обеспечение для разработки системы контроля и управления объектами

Система управления позволяет обрабатывать данные, поступающие с датчиков объектов, выработать управляющее воздействие и вывести его на приводы объекта.

Технология разработки:

1. Разработка ПО на ПК

2. Исходный текст отлаженного ПО компилируется для создания загрузочного модуля в контроллер.

3. Загрузка разработанного программного модуля в контроллер, проверка на безошибочность загрузки и запуск.

4. Контроль ПК за работой программного модуля, загруженного в контроллер. Тестирование на тестовых наборах входных и выходных данных.

5. Реализация автономного режима работы системы «контроллер-объект». ПК отключен от системы «контроллер-объект».

6. Сдача разработанной системы заказчику.

Совместимость ПО, разработанного для ПК и МК достигается на уровне исходных текстов с помощью использования компиляторов высокого и низкого уровня. Создание загрузочного файла для МК может быть осуществлено как на ПК так и на МК. Для компиляции на МК необходимо загрузить в МК компилятор и исходный текст.

Функциональная структура эвм Фон-Неймана

Функционирование ЭВМ определяется не только ее технической конструкцией (hardware), но и алгоритмом обработки информации, которая записывается на языке, доступном машине.

Представление на языке называется программой, которая интерпретируется для выполнения в двоичном коде.

Аппаратная часть машины – это устройство для реализации операций, хранения данных.

Работа ЭВМ предполагает использование системных программ (software), которые обеспечивают функциональную целостность машины, управление ее процессорными ресурсами, выполняют сервисные функции для пользователя.

ЭВМ – аппаратурно-программный комплекс для автоматического выполнения вычислительной работы: для ввода, сбора, обработки, хранения, вывода внешней передачи информации.

Конструкция ЭВМ основывается на предложениях Джона фон Неймана, выдвинутых в 1944г., которые были предложены при разработке нового компьютера EMAC в США. В 1945г. Нейман работал над отчетом по работе над EDVAC. В нем он изложил принципы работы и функциональную структуру EDVAC. Главное достижение состояло в отказе от ручных переключателей, использование программ ENIAC и предложение хранить программ ЭВМ в ОЗУ (оперативно-запоминающее устройство), в котором можно было модифицировать программу с помощью самой машины.

Основные архитектурные принципы эвм

1. Программное управление работой ЭВМ. Программа состоит из команд, осуществляющих единичный шаг преобразования индексов.

2. Условный переход – это возможность переходов процессе выполнения на другой участок программы в зависимости от промежуточных вычисляемых результатов. С помощью условного перехода в программе реализуются циклы, возможность многократного выполнения отдельных программных компонентов.

3. Принцип хранимой программы состоит в запоминании программы вместе с исходными данными в одной и той же ОЗУ.

При работе с ЭВМ команды программы выбираются из памяти в устройство управления, а операнды в арифметическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции.

Использование данных осуществляется словами. Командное слово в устройстве управления интерпретируется как машинная операция, которая должна быть выполнена с данными или без них.

NOP – No Operate.

В АУ (арифметическо-логическое устройство) команда позволяет выполнить арифметические операции с операндами команды. При обработке в АУ команды с данными выполняются арифметические операции. Это дает возможность преобразования программы в ходе ее выполнения, т.к. при направлении команды в АУ в качестве операнда над ней можно выполнять арифметические, логические и другие операции.

Принцип хранения обеспечивает одинаковое время выборки команд и операндов из памяти, быстро менять программы или их части, видоизменять программы по определенным правилам и вводить разные системы адресации операндов (прямая, косвенная, автоинкрементная, автодискриментная, относительная, косвенно-относительная). Разные виды адресации позволяют работать с памятью практически произвольной большой емкости.