Cети ЦВМ - системообразующий элемент сложных технических систем

Сложные технические системы
Сложной технической системой мы будем называть систему, имеющую:
сложное устройство - сложную многокомпонентную структуру, которая порождает многорежимность работы,
сложное поведение, часто под воздействием случайных возмущений в том числе изменяющих структуру, с множеством различных режимов работы, при которых взаимодействие структурных частей изменяется,
сложные технические системы управляются от совокупности ЦВМ, объединенных в вычислительную сеть.
2

Схема систем управления с ЦВМ в качестве устройства управления
Рисунок 1 - Типовая схема управления с ЦВМ в качестве управляющего устройства
3

Схема систем управления с ЦВМ в качестве устройства управления
Рисунок 2 - Современная сетевая структура управления СТС с периферийными ЦВМ, встроенными в аппаратуру системы
4

Задачи, вызвавшие появление вычислительных сетей
Развитие компьютерных сетей поддерживается потребностями решения следующих практических задач:
1. Задача совместного использования информационных ресурсов. Распределенный и удаленный доступ из территориально разнесенных мест, оснащенных ЦВМ, к базам данных и другим ресурсам, которые также могут быть распределены.
2. Распределенные вычисления, для которых требуются получение и передача исходных данных, передача промежуточных результатов для продолжения вычислений на программы, расположенные на других компьютерах (хостах). Чаще всего потребность в распределенных вычислениях связана с недостаточной производительность централизованной ЦВМ.
3. Задача распределенного управления, которая связана со сбором и обработкой данных и выдачей управляющих воздействий по территориально разнесенным элементам структуры системы управления сложными техническими системами, промышленными, медицинскими, научными и т.п.
5

Преимущества ЦВМ и сетей ЦВМ в качестве управляющих устройств
Главные преимущества ЦВМ в контуре управления связаны с возможностью реализации сложных законов управления, обеспечивающих высокую эффективность управления и достижения сложных целей управления,
ЦВМ или сети ЦВМ являются системообразующим элементом не только с концептуальной точки зрения, но и являются аппаратным ядром системы, определяя интерфейсы с аппаратурой системы, доступ к среде передачи информации и т.п. В этом случае используется стандартная отработанная аппаратура данного ядра
Цифровые устройства не дают разбросов выхода от температуры, качания питающего напряжения, в отличие от аналоговых устройств,
Преимуществом также является простота модернизации системы путем модернизации ПО ЦВМ для перестройки законов управления без замены аппаратуры системы.
6

Особенности ЛВС управления СТС
1) относительно небольшими размерами сообщений, достаточными для передачи информации управления за минимальное время.
2) четким детерминированным поведением при реализации доступа абонентов к среде передачи,
3) относительно небольшой охватываемой площадью, длина ЛПД 1000м. Число узлов 100.
4) Высокими требованиями к безопасности и надежности передачи данных. Для таких сетей разработаны специальные стандарты и протоколы, в которых повышена надежность работы физического и канального уровней взаимодействия систем для работы в промышленной среде и при управлении подвижными объектами в условиях воздействия значительных электромагнитных помех.
5) Маршрутизация сообщений в таких сетях не требуется, но появились исключения (Space Wire).
6) Устройства и элементы таких сетей работают в условиях далёких от офисных при воздействии внешних возмущающих факторов (температуры, вибрации, радиации ит.п.) и должны их выдерживать. Оператор, если он должен участвовать в работе таких сетей, должен иметь удалённый доступ, что достижимо технически.
7) Входной поток задач на решение каждой ЦВМ сети в отличие от большинства офисных сетей не является случайным, а скорее относится к классу регулярных, так как в течении всего времени работы автоматической системы в ЦВМ с определенным периодом решается один и тот же набор задач управления. Величина этого периода определяется динамикой конкретной системы. Но и строго регулярным этот поток тоже назвать нельзя.
7