计算机控制系统第7章-1.ppt

直接程序，与控制过程或采样/控制设备直接有关的程序，参与系统的实际控制过程，完成与各类I/O模板相关的信号采集、处理和各类控制信号的输出任务，性能直接影响系统的运行效率和精度，是软件系统设计的核心部分。 规范服务性程序，指完成系统运行中的一些规范性服务功能的程序， 如报表打印输出、报警输出、算法运行、各种画面显示等。 辅助程序 ，包括接口驱动程序、检验程序，设备自诊断程序等。 7.1.2 软件功能 实时数据采集 数据处理 控制算法 控制输出 逻辑控制 报警监视 画面显示和报表输出 可靠性功能 管理功能 通信功能 流程画面制作功能 7.2 实用数据库技术 在数据库系统中用于管理数据库的软件称为数据库管理系统DBMS。数据库系统的一切操作，包括查询、更新以及控制都通过DBMS进行。DBMS对数据的管理通过操作系统（OS）实现，DBMS与OS之间的接口称之为存储记录接口，与用户之间的接口称之为用户接口。DBMS提供数据语言给用户，包括数据定义语言（DDL）和数据操作语言（DML）。 DBMS的主要功能 数据库的定义功能 数据库操作功能 数据库控制功能 数据库建立和维护功能 数据字典 关系数据库查询语言SQL 1) 数据定义语言（Data Definition Language，DDL），用于定义、撤消和修改数据模式； 2) 查询语言（Query Language，QL），用于查询数据； 3) 数据操纵语言（Data Manipulation Language，DML），用于增、删、改数据； 4）数据控制语言（Data Control Language，DCL），用于数据访问权限的控制。 7.2.2 计算机控制系统中的实时数据库 实时数据库系统（RTDBS）就是其事务和数据都是有定时特性或显式的定时限制的数据库系统。 实时数据库的功能和特点 1) 数据描述（模型、模式）； 2) 数据正确性维护（完整性、一致性检验）； 3) 有效的数据存取（数据库组织、操作与存取方法）； 4) 查询和事务的正确执行（事务管理、调度与并发控制）； 5) 数据的安全性和可靠性保护（安全性检验、恢复）。 7.2.3 实时数据库设计 7.2.4 实时数据库的实例 7.3 计算机控制系统的软件设计 (1) 操作系统的功能和任务 作业管理 处理机管理(或称CPU管理) 存储管理 设备管理 文件管理 (2) 操作系统的分类 1) 按功能分类 ① 批处理操作系统 ② 分时操作系统 ③ 实时操作系统 2) 按计算机配置分类 3) 按用户/任务分类 (3) 典型的操作系统 1) WindowsNT操作系统 2) Windows 2000系列 3) VMS操作系统 4) Linux与RT Linux操作系统 (4) 操作系统的选择 操作系统提供的开发工具 操作系统向硬件接口移植的难度。 操作系统的内存要求。 开发人员是否熟悉此操作系统及其提供的API。 操作系统是否提供硬件驱动程序，如网卡驱动程序等。 操作系统的可剪裁性。 操作系统的实时性能。 计算机控制系统应用程序开发平台 处理器的选择 ①?处理性能 ②?技术指标 ③?功耗 ④?软件支持工具 ⑤?是否内置调试工具 ⑥?供应商是否提供评估板。 计算机控制系统应用程序开发平台 编程语言的选择 ①?通用性 ②?可移植性程度 ③?执行效率 ④?可维护性 (1) 汇编语言 (2) 高级语言 (3) 组态软件 计算机控制系统应用程序开发平台 计算机控制系统实时数据库的选择 (1) 数据存储效率和最大采集标签点数 (2) 系统访问结构 (3) 二次开发能力和开放性 (4) 接口技术 (5) 数据缓冲功能和容错功能 (6) 已有的应用软件 (7) 数据备份和安全机制 (8) 可移植性和可扩展性 计算机控制系统应用软件的构建 (1) 控制系统软件设计的目的和任务 总体设计——决定软件的总体结构，又称为“概要设计”或“结构设计”； 详细设计——决定软件中每一模块内部的逻辑过程，又称为“过程设计”或“算法设计”。 (2) 控制系统软件设计的基本原则 1) 抽象(abstraction) 2) 细化(refinement) 3) 模块化(modularity) 4) 信息隐藏(information hiding) 计算机控制系统应用软件编程的基本方法 (1) 结构化程序设计 (2) 面向对象设计 实时控制程序的结构设计 (1) 数据采集及数据处理程序 (2) 控制算法程序 (3) 控制量输出程序 (4) 实时时钟和中断处理程序 (5) 数据管理程序 (6) 数据通信程序 7.4 工控组态软件 组态Configuration，是使用软件工具对计算机及软件