А) Поняття про програмне забезпечення

Нагадаємо, що під програмою прийнято розуміти алгоритм, поданий у формі, яка сприймається обчислювальною машиною. У свою чергу поняття «алгоритм», як вказувалося раніше, можна охарактеризувати як точне розпорядження, що визначає процес обчислень і провідне від варійованих вихідних даних до шуканого результату.

Програмне забезпечення АСУ ТП можна описувати з різним ступенем подробиць в залежності від того, для кого призначений такий опис. У більшості підручників з програмного забезпечення і монографій, а також у документації, що поставляється з ЕОМ, містяться дуже докладні дані про роботу апаратури та виконання програм. Цей ступінь подробиць дозволяє кваліфікованим фахівцям за допомогою контрольно-вимірювальних приладів або спеціальних тестових програм виявляти та усувати несправності.

Однак для більшості фахівців, які не є ні програмістами, ні фахівцями в галузі електроніки, немає необхідності в настільки детальних відомостях. Для них достатньо мати уявлення про роботу апаратури та виконанні програм на так званому логічному рівні. Це означає, що при логічному уявленні фахівець оперує не фізичним описом явищ, а їх логічними аналогами.

Зазвичай при описі принципової схеми і функціонування ЕОМ (див. § 3.2) виділяють різні блоки апаратури та програмне забезпечення. Однак для логічного представлення ЕОМ цей поділ не конструктивний, так як в різних моделях ЕОМ одні й ті ж функції можуть бути реалізовані або у вигляді схемних (апаратурних) вузлів, або у вигляді програм.

На логічному рівні в схемі ЕОМ (рис. 2.7) доцільно виділити три частини: пристрій виконання програм, програми та дані.

Рис. 2.7. Збільшена функціональна схема ЕОМ

Призначення будь ЕОМ зводиться до перетворення даних. Якщо призначенням токарного верстата є перетворення форми деталі, а трансформатора - перетворення напруги електричного струму, то роль ЕОМ полягає в перетворенні даних. Більш докладно про поняття «дані» буде сказано далі, а тут тільки відзначимо, що характерними прикладами даних можуть служити числа або тексти.

Та частина ЕОМ, яка умовно віднесена до програм, містить (зберігає) набори команд, що описують послідовність дій над даними для досягнення певної мети. Іншими словами, програма - це послідовність команд, які необхідно виконати для реалізації заданого алгоритму обробки даних.

Якщо програма реалізує деяку функцію АСУ ТП, то таку програму називають функціональною. Найпростішим прикладом такої програми може служити програма, що складається з двох команд:

1. Ввести сигнал від датчика, що вимірює температуру.

2. Вивести значення отриманої температури на цифровий індикатор.

Більш складним прикладом може служити програма сигналізації порушень технологічного регламенту.

Пристрій виконання програм послідовно виконує одну команду програми за другою. Ці команди «змушують» вводити дані з пристроїв введення (з друкуючої машинки, клавіатури, дисплея, аналогових датчиків параметрів технологічних процесів), вести задане перетворення даних і здійснювати їх висновок на різноманітні пристрої (символьної реєстрації, аналогові реєстратори, виконавчі механізми, дисплей і т. д.).

Для опису послідовності команд використовуються спеціальні мови, звані мовами програмування. У деяких з них (АССАМБЛЕР, АЛМО) програміст повинен описувати дуже докладно послідовність обробки даних. Наприклад, на мові АССАМБЛЕР для отримання суми двох чисел А і В необхідно скласти програму в наступному вигляді:Alpha

1. Виділити пам'ять в ОЗУ для А.

2. Виділити пам'ять в ОЗУ для В.

3. Виділити пам'ять в ОЗУ для X.

4. Помістити в регістр вміст А.

5. Скласти вміст регістра з вмістом В.

6. Послати результат в X.

На інших мовах (ФОРТРАН, АЛГОЛ) можливо більш укрупнений опис, і для наведеного вище прикладу програма виглядає так:

Х = А + В.

Властивості програм, про які буде розказано далі, властиві всім програмам АСУ ТП незалежно від того, на яких мовах вони написані.

Першою важливою рисою функціональних програм АСУ ТП є те, що для кожної програми існує регламент її виконання. Він може включати один або декілька із зазначених нижче режимів виконання програми:

1. Періодичне включення програми через часовий інтервал Т.

2. Включення програми в заданий час доби.

3. Включення програми на вимогу іншої програми.

4. Включення програми на вимогу оператора.

Прикладом періодично виконуваної програми може служити програма, що реалізує регулювання технологічного параметра за стандартним законом (наприклад, ПІД-регулювання). Періодичність, включення такої програми може становити секунди чи хвилини.

У заданий час доби, наприклад в 00 год. 00 хв., включається програма, що розраховує техніко-економічні показники роботи цеху (установки) за минулу добу.

На вимогу оператора включаються, наприклад, програми, що здійснюють пуск (або зупинка) агрегату і ін.

Другою характерною рисою програм АСУ ТП є їх масовість, численність. У роботі системи можуть брати участь до ста окремих програм і більше. Так як включення в роботу кожної програми повинно здійснюватися за своїм регламентом, можуть зустрічатися ситуації, коли одночасно кілька програм будуть вимагати свого виконання. Апаратурні можливості сучасних ЕОМ цього не дозволяють; тому пристрій виконання програм повинен вміти послідовно виконати всі програми, які очікують свого виконання, причому у відповідності з важливістю (пріоритетом) програм в першу чергу воно повинно виконувати ті програми, які в даний момент найголовніші.

Третьою особливістю програм АСУ ТП є те, що для їх зберігання зазвичай використовується декілька видів пам'яті: постійний запам'ятовуючий пристрій (ПЗП), оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗП), магнітні диски, магнітні стрічки, перфострічки. Їхня відмінність полягає в тому, що пристрій виконання програм витрачає істотно різний час на виконання програм, що зберігаються в запам'ятовуючих пристроях різних видів. Як правило, при виконанні програми, що зберігається на перфострічці, цей час зростає в порівнянні з часом виконання програми, що зберігається в ПЗП.

Дата добавления: 2015-07-18