15. Компьютеры в режиме управления технологическим процессом.

Для автоматизации управления сложным производственным или технологическим процессом в контур управления включают управляющую (ЭВМ). Наиболее часто в качестве управляющей ЭВМ используют цифровую ЭВМ благодаря следующим ее качествам:

1. наличию больших и высоконадежных ЗУ различного типа;

2. возможности решения на них сложных вычислительных и логических задач;

3. гибкости (за счет программы);

4. надежности и быстродействию;

В общем случае система автоматического управления с УВМ определяет собой замкнутый контур.

На вход УВМ от датчика Д (термопар, расходомеров) идет измерительная информация о текущем значении параметров. Согласно алгоритму управления, УВМ определяет величину управляющих воздействий, которые необходимо приложить к исполнительным механизмам для изменения регулируемых параметров с тем, чтобы управляющий процесс протекал оптимально. Измерительные датчики вырабатывают непрерывный сигнал (напряжение, ток, угол поворота), а ЦВМ работает в дискретной форме, поэтому 2 раза идет преобразование из непрерывной формы в дискретную (Н/Д) и наоборот (Д/Н).

Для уменьшения оборудования преобразователи Н/Д и Д/Н выполнены многоканальными. Посредством коммутатора преобразователь поочередно подключается к каждому датчику и осуществляется преобразование Н/Д. Поступившее управляющее воздействие U сохраняется в цепи до выработки следующего управляющего воздействия УВМ.

Теперь наибольшее распространение получил синхронный принцип связи УВМ с объектом, при котором процесс управления разбивается на циклы равной продолжительности тактирующими импульсами электронных часов.

Для установления более тесной связи объекта с УВМ используют асинхронный принцип связи с объектом.

16. Cisc и risc архитектуры

CISC-архитектуры - архитектуры с полным набором команд (CISC - Complete Instruction Set Computer).

RISC-архитектуры - архитектуры с сокращенным набором команд (RISC - Reduced Instruction Set Computer).

CISC-архитектура RISC-архитектура

Многобайтовые команды Однобайтовые команды

Малое количество регистров Большое количество регистров

Сложные команды Простые команды

Одна или менее команд за один цикл процессора Несколько команд за

один цикл процессора

Традиционно одно исполнительное устройство Несколько исполнительных

Занимают сектор персональных компьютеров

Устройств

Отсутствие проблем с охлаждением кристалла

секторе высокопроизводительных серверов и рабочих станций

Одним из важных преимуществ RISC-архитектуры является высокая скорость арифметических вычислений. Высокая скорость выполнения арифметических операций в сочетании с высокой точностью вычислений обеспечивает RISC-процессорам безусловное лидерство по быстродействию в сравнении с CISC-процессорами.

Особенностью RISC-процессоров является комплекс средств, обеспечивающих безостановочную работу арифметических устройств:

1. механизм динамического прогнозирования ветвлений;

2. большое количество оперативных регистров;

3. многоуровневая встроенная кэш-память.

Четыре основных принципа RISC-архитектуры:

1. каждая команда независимо от ее типа выполняется за один машинный цикл, длительность которого должна быть максимально короткой;

2. все команды должны иметь одинаковую длину и использовать минимум адресных форматов, что резко упрощает логику центрального управления процессором;

3. обращение к памяти происходит только при выполнении операций записи и чтения, вся обработка данных осуществляется исключительно в регистровой структуре процессора;

4. система команд должна обеспечивать поддержку языка высокого уровня.