计算机控制系统的计算机控制系统的组成
计算机控制系统就是利用计算机(通常称为工业控制计算机)来实现工业过程自动控制的系统。
在计算机控制系统中,由于工业控制机的输入和输出是数字信号,而现场采集到得信号或送到执行机构的信号大多是模拟信号,因此与常规的按偏差控制的闭环负反馈系统相比,计算机控制系统需要有数/模转换器和模/数转换器这两个环节。
计算机把通过测量元件、变送单元和模数转换器送来的数字信号,直接反馈到输入端与设定值进行比较,然后根据要求按偏差进行运算,所得到数字量输出信号经过数模转换器送到执行机构,对被控对象进行控制,使被控变量稳定在设定值上。
这种系统称为闭环控制系统。
计算机控制系统由工业控制机和生产过程两大部分组成。
工业控制机硬件指计算机本身及外围设备。
硬件包括计算机、过程输入输出接口、人机接口、外部存储器等。
软件系统是能完成各种功能计算机程序的总和,通常包括系统软件跟应用软件。
被控对象的范围很广,包括各行各业的生产过程、机械装置、交通工具、机器人、实验装置、仪器仪表、家庭生活设施、家用电器和儿童玩具等。
控制目的可以是使被控对象的状态或运动过程达到某种要求,也可以是达到某种最优化目标。
计算机控制系统通常具有精度高、速度快、存储容量大和有逻辑判断功能等特点,因此可以实现高级复杂的控制方法,获得快速精密的控制效果。
计算机技术的发展已使整个人类社会发生了可观的变化,自然也应用到工业生产和企业管理中。
而且,计算机所具有的信息处理能力,能够进一步把过程控制和生产管理有机的结合起来(如CIMS),从而实现工厂、企业的全面自动化管理。
与一般控制系统相同,计算机控制系统可以是闭环的,这时计算机要不断采集被控对象的各种状态信息,按照一定的控制策略处理后,输出控制信息直接影响被控对象。
它也可以是开环的,这有两种方式:一种是计算机只按时间顺序或某种给定的规则影响被控对象;另一种是计算机将来自被控对象的信息处理后,只向操作人员提供操作指导信息,然后由人工去影响被控对象。
计算机控制系统由控制部分和被控对象组成,其控制部分包括硬件部分和软件部分,这不同于模拟控制器构成的系统只由硬件组成。
计算机控制系统软件包括系统软件和应用软件。
系统软件一般包括操作系统、语言处理程序和服务性程序等,它们通常由计算机制造厂为用户配套,有一定的通用性。
应用软件是为实现特定控制目的而编制的专用程序,如数据采集程序、控制决策程序、输出处理程序和报警处理程序等。
它们涉及被控对象的自身特征和控制策略等,由实施控制系统的专业人员自行编制。
软件系统由应用软件和什么软件组成?
1系统软件 系统软件由一组控制计算机系统并管理其资源的程序组成,其主要功能包括:启动计算机,存储、加载和执行应用程序,对文件进行排序、检索,将程序语言翻译成机器语言等。
实际上,系统软件可以看作用户与计算机的接口,它为应用软件和用户提供了控制、访问硬件的手段,这些功能主要由操作系统完成。
此外,编译系统和各种工具软件也属此类,它们从另一方面辅助用户使用计算机。
下面分别介绍它们的功能。
1)操作系统(Operating System, OS) 操作系统是管理、控制和监督计算机软、硬件资源协调运行的程序系统,由一系列具有不同控制和管理功能的程序组成,它是直接运行在计算机硬件上的、最基本的系统软件,是系统软件的核心。
操作系统是计算机发展中的产物,它的主要目的有两个:一是方便用户使用计算机,是用户和计算机的接口。
比如用户键入一条简单的命令就能自动完成复杂的功能,这就是操作系统帮助的结果;二是统一管理计算机系统的全部资源,合理组织计算机工作流程,以便充分、合理地发挥计算机的效率。
操作系统通常应包括下列五大功能模块: (1)处理器管理。
当多个程序同时运行时,解决处理器(CPU)时间的分配问题。
(2)作业管理。
完成某个独立任务的程序及其所需的数据组成一个作业。
作业管理的任务主要是为用户提供一个使用计算机的界面使其方便地运行自己的作业,并对所有进入系统的作业进行调度和控制,尽可能高效地利用整个系统的资源。
(3)存储器管理。
为各个程序及其使用的数据分配存储空间,并保证它们互不干扰。
(4)设备管理。
根据用户提出使用设备的请求进行设备分配,同时还能随时接收设备的请求(称为中断),如要求输入信息。
(5)文件管理。
主要负责文件的存储、检索、共享和保护,为用户提供文件操作的方便。
操作系统的种类繁多,依其功能和特性分为批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统等;依同时管理用户数的多少分为单用户操作系统和多用户操作系统;适合管理计算机网络环境的网络操作系统。
按其发展前后过程,通常分成以下六类: (1)单用户操作系统(Single User Operating System) 单用户操作系统的主要特征是计算机系统内一次只能支持运行一个用户程序。
这类系统的最大缺点是计算机系统的资源不能充分利用。
微型机的DOS、Windows操作系统属于这一类。
(2)批处理操作系统(Batch Processing Operating System) 批处理操作系统是20世纪70年代运行于大、中型计算机上的操作系统。
当时由于单用户单任务操作系统的CPU使用效率低,I/O设备资源未充分利用,因而产生了多道批处理系统,它主要运行在大中型机上。
多道是指多个程序或多个作业(Multi-Programs or Multi Jobs)同时存在和运行,故也称为多任务操作系统。
IBM的DOS/VSE就是这类系统。
(3)分时操作系统(Time-Sharing Operating System) 分时系统是一种具有如下特征的操作系统:在一台计算机周围挂上若干台近程或远程终端,每个用户可以在各自的终端上以交互的方式控制作业运行。
在分时系统管理下,虽然各用户使用的是同一台计算机,但却能给用户一种“独占计算机”的感觉。
实际上是分时操作系统将CPU时间资源划分成极小的时间片(毫秒量级),轮流分给每个终端用户使用,当一个用户的时间片用完后,CPU就转给另一个用户,前一个用户只能等待下一次轮到。
由于人的思考、反应和键入的速度通常比cpu的速度慢得多,所以只要同时上机的用户不超过一定数量,人们不会有延迟的感觉,好像每个用户都独占着计算机。
分时系统的优点是:第一,经济实惠,可充分利用计算机资源;第二,由于采用交互会话方式控制作业,用户可以坐在终端前边思考、边调整、边修改,从而大大缩短了解题周期;第三,分时系统的多个用户间可以通过文件系统彼此交流数据和共享各种文件,在各自的终端上协同完成共同的任务。
分时操作系统是多用户多任务操作系统,UNIX是国际上最流行的分时操作系统。
此外,UNIX具有网络通信与网络服务的功能,也是广泛使用的网络操作系统。
(4)实时操作系统(Real-Time Operating System) 在某些应用领域,要求计算机对数据能进行迅速处理。
例如,在自动驾驶仪控制下飞行的飞机、导弹的自动控制系统中,计算机必须对测量系统测得的数据及时、快速地进行处理和反应,以便达到控制的目的,否则就会失去战机。
这种有响应时间要求的快速处理过程叫做实时处理过程,当然,响应的时间要求可长可短,可以是秒、毫秒或微秒级的。
对于这类实时处理过程,批处理系统或分时系统均无能为力了,因此产生了另一类操作系统——实时操作系统。
配置实时操作系统的计算机系统称为实时系统。
实时系统按其使用方式可分成两类:一类是广泛用于钢铁、炼油、化工生产过程控制,武器制导等各个领域中的实时控制系统;另一类是广泛用于自动订票系统、情报检索系统、银行业务系统、超级市场销售系统中的实时数据处理系统。
(5)网络操作系统(Network Operating System) 计算机网络是通过通信线路将地理上分散且独立的计算机联结起来的...
计算机的软件系统可分为。
在计算机软件中最重要且最基本的就是操作系统。
它是最底层的软件,它控制所有计算机运行的程序并管理整个计算机的资源,是计算机裸机与应用程序及用户之间的桥梁。
没有它,用户也就无法使用某种软件或程序。
1.操作系统是计算机系统的控制和管理中心,从资源角度来看,它具有处理机、存储器管理、设备管理、文件管理等4项功能。
2.程序语言设计计算机解题的一般过程是:用户用计算机语言编写程序,输入计算机,然后由计算机将其翻译成机器语言,在计算机上运行后输出结果。
程序设计语言的发展经历了五代——机器语言、汇编语言、高级语言、非过程化语言和智能语言。
3.语言处理程序计算机只能直接识别和执行机器语言,因此要计算机上运行高级语言程序就必须配备程序语言翻译程序,翻译程序本身是一组程序,不同的高级语言都有相应的翻译程序。
4.数据库管理程序数据库管理系统是一种操纵和管理数据库的大型软件,用于建立、使用和维护数据库。
5.系统辅助处理程序系统辅助处理程序也称为“软件研制开发工具”、“支持软件”、“软件工具”,主要有编辑程序、调试程序、装备和连接程序、调试程序。
计算机系统软件和应用软件的区别?
计算机的软件系统由系统软件和应用软件组成。
系统软件:用于计算机自身的管理、维护、控制和运行,以及对应用软件的解释和执行。
应用软件:用户为解决各类实际问题而编制的各种程序,它是建立在系统软件之上的。
操作系统是最重要的系统软件。
计算机的软件系统包括?
1. 能够完成一种或者几种生理功能的多个器官按照一定的次序组合在一起的结构叫做系统。
系统一词创成于英文system的音译,对应外文内涵加以丰富。
系统是指将零散的东西进行有序的整理、编排形成的具有整体性的整体。
在数字信号处理的理论中,人们把能加工、变换数字信号的实体称作系统。
由于处理数字信号的系统是在指定的时刻或时序对信号进行加工运算,所以这种系统被看作是离散时间的,也可以用基于时间的语言、表格、公式、波形等四种方法来描述。
从抽象的意义来说,系统和信号都可以看作是序列。
但是,系统是加工信号的机构,这点与信号是不同的。
人们研究系统还要设计系统,利用系统加工信号、服务人类,系统还需要其它方法进一步描述。
描述系统的方法还有符号、单位脉冲响应、差分方程和图形。
2. 软件(中国大陆及香港用语,台湾称作软体,英文:Software)是一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合。
一般来讲软件被划分为系统软件、应用软件和介于这两者之间的中间件。
软件并不只是包括可以在计算机(这里的计算机是指广义的计算机)上运行的电脑程序,与这些电脑程序相关的文档一般也被认为是软件的一部分。
简单的说软件就是程序加文档的集合体。
另也泛指社会结构中的管理系统、思想意识形态、思想政治觉悟、法律法规等等。
计算机操作系统是一种什么软件
操作系统是一种系统软件 。
系统软件是指控制和协调计算机及外部设备,支持应用软件开发和运行的系统,是无需用户干预的各种程序的集合,主要功能是调度,监控和维护计算机系统;负责管理计算机系统中各种独立的硬件,使得它们可以协调工作。
在计算机软件中最重要且最基本的就是操作系统。
它是最底层的软件,它控制所有计算机运行的程序并管理整个计算机的资源,是计算机裸机与应用程序及用户之间的桥梁。
转载请注明出处51数据库 » 计算机控制系统的软件由系统软件和用户程序
我在你家衣柜