Основы мехатроники и робототехники

47 
возможность эффективно использовать эти ресурсы. Программное обеспечение 
систем управления, в общем, зависит от решаемых задач и от вида аппаратных 
средств. В настоящее время не существует универсальных программных средств, 
применимых для управления техническими системами. Однако следует отметить, 
что Международной электротехнической комиссией (МЭК) проводится 
унификация программ управления с помощью контроллеров. Одним из таких 
программ яваляется российская программа CoDeSys.
Вместе с тем можно указать на некоторые особенности программирования, 
свойственные программному обеспечению МС Следует отметить, что 
программы являются носителями информации о том, как обрабатывать, 
преобразовывать исходные данные. Есть программы, которые управляют 
аппаратными средствами, например, операционная система. Однако основным, 
определяющим объектом в программном обеспечении систем управления МС 
является процесс. Под процессом здесь понимается некоторая абстрактная 
активность, по свойствам соответствующая общему определению процесса. 
Процесс состоит из кодов, области кода и данных, свободной динамически 
распределяемой области памяти - кучи и стека. Процесс - это непосредственная 
программа, исполняемая процессором, которая существенно зависит от 
архитектуры процессора. Одна и та же программа, написанная на языке высокого 
уровня имеет различные процессы при реализации на разных аппаратных 
средствах. В каждый момент времени описание содержимого регистров 
процессора, расположение областей данных, кода команд и стека имеет вполне 
определенное состояние, которое называют контекстом процесса. Частным видом 
процесса является поток. Эта часть программы (процесса) которая может 
независимо, параллельно исполняться даже на другом процессоре, но использует 
общую с процессом область данных. Процессы образуются из программ 
написанных на различных уровнях программирования в результате по-
следовательности стандартных приемов, а именно: 

компиляции;

связывания; 

загрузки; 

исполнения. 
Обычные 
программы 
являются 
последовательными, 
так 
как 
последовательность действий регламентируется самой программой. 
Особенность программного обеспечения системы управления МС в том, что 
она не является последовательной и должна удовлетворять требованиям 
программирования в реальном масштабе времени. При этом требования к про-
граммам следующие: 
логика исполнения программы определяется управляемой техниче-
ской системой; 

программа воспринимает сигналы от внешней среды, поступающие 
через информационно-измерительную систему; 

программа функционирует в абсолютной и относительной временной 
среде и имеет жесткие временные ограничения; 

результатом выполнения программы является изменение состояния

48 
внешней среды и внутреннего состояния МС; 

результат выполнений программы зависит от состояния внешней
среды и внутреннего состояния МС и этот результат нельзя заранее
предсказать; 

программа может прерываться, например, ждать поступления но-
вых данных; 

программа должна управлять параллельными задачами. 
Для эффективного решения задач управления применяются приемы па-
раллельного программирования, мультипрограммирования и мультизадачности. 
Под параллельным программированием понимается разработка таких программ, 
которые могут исполняться параллельно вне зависимости от аппаратного 
исполнения.
Рис.3.16. Очередность 
В отличии от параллельного программирования мультипрограммирование 
или многозадачность представляют способ одновременного параллельного 
выполнения нескольких процессов. При этом мультипрограммирование может 
реализовываться на одном процессоре или же на нескольких образующих 
распределенные сети. На рис.3.16 показан граф очередности отображающий 
параллельность процессов при мультипрограммировании. Оператор «Начало» 
определяет порядок выполнения программ 

жүктеу/скачать 3,35 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: