Пояснительная записка 20 страниц
 Скачать 54.85 Kb.
|
|
Аннотация Пояснительная записка 20 страниц, 1. Изучить и проанализировать пакеты программных продуктов, используемых в процессе обработки информации и управления предприятия: - их назначения; - функциональные возможности; - используемые технологии и протоколы обмена данными; - требования к программно-аппаратной конфигурации системы; - специфика применения на конкретном предприятии. 2. Изучить технические характеристики, используемой на предприятии вычислительной техники: - конфигурацию системного блока; - виды периферийного оборудования и его параметры. 3. Проанализировать данные характеристики с точки зрения их соответствия потребностям организации. 4. Изучить и проанализировать топологию функционирующей или потенциальной локальной вычислительной сети, предложить возможные направления усовершенствования и модернизации её конфигурации. 5. Проанализировать методы обеспеспечения безопасности и защиты информации при ее хранении, передаче и использовании на предприятии, выявить имеющиеся недостатки и предложить пути их устранения. SCADA-системы Диспетчерское управление и сбор данных (SCADA – Supervisory Control And Data Acquisition System) является основным и в настоящее время является наиболее перспективным методом автоматизированного управления сложными динамическими системами (процессами) в жизненно важных и критичных с точки зрения безопасности и надежности областях. SCADA-системы в иерархии программного обеспечения систем промышленной автоматизации находятся на уровнях 2-3 и обеспечивают выполнение следующих функций: - Прием информации о контролируемых технологических параметрах от контроллеров нижнего уровня и датчика; - Сохранение принятой информации в архивах; - Вторичная обработка принятой информации; - Графическое представление хода технологического процесса, а так же принятой и архивной информации в удобной для восприятия форме; - Прием команд оператора и передачи их в адрес контроллеров нижних уровней и исполнительных механизмов; - Регистрация событий, связанных с контролируемым технологическим процессом и действиями персонала, ответственного за эксплуатацию и обслуживанию системы; - Оповещение эксплуатационного и обслуживающего персонала об обнаружении аварийных событий, связанных с контролируемым технологическим процессом и функционированием программно-аппаратных средств АСУ ТП с регистрацией действий персонала в аварийных ситуациях; - Формирование сводок и других отчетных документов на основе архивной информации; - Обмен информацией с автоматизированной системой управления предприятия (комплексной информационной системой); - Непосредственное автоматическое управление технологическим процессом в соответствии с заданными алгоритмами. Как правило, при создании программы для рабочего места оператора АСУ ТП программисту нужно реализовать типичный набор функций, которые повторяются во всех проектах автоматизации: - Органы управления различных типов, например кнопки, рубильники, ползунковые и поворотные регуляторы; - Экранные формы отображения параметров процесса типа стрелочных, полосковых или цифровых индикаторов, а также сигнализирующие табло различной формы и содержания; - Возможность создания архивов аварий, событий, поведения переменных процесса во времени, а так же полное или выборочное сохранение параметров через заданные промежутки времени постоянно или по условию; - Упрощенный язык для реализации алгоритмов управления, математических и логических вычислений; - Средства документирования, как самого алгоритма, так и технологического процесса; - Ядро или монитор реального времени, который обеспечивает детерминизм поведения системы или, иными слова, предсказуемое время отклика на внешние события; - Драйверы к оборудованию нижнего уровня АСУ ТП; - Сетевые функции; - Средства защиты от несанкционированного доступа в систему; - Многооконный графический интерфейс и другие очевидные функции, такие как импорт изображений и создание собственных библиотек алгоритмов, динамических объектов, элементов мнемосхем и т.п. Существуют разные виды SCADA-пакетов, с помощью любого из которых можно создавать работоспособные проекты для любых типовых задач АСУ ТП. Выбор конкретной SCADA-системы всегда остается за пользователем. GENIE 3.0 Пакет GENIE, разработанный фирмой Advantech, является инструментальным средством для создания программного обеспечения сбора данных и оперативного диспетчерского управления, исполняющегося в среде MS Windows 3.x, Windows 95 и Windows 98. GENIE версии 3.0 может применяться в проектах АСУ ТП масштаба технологического участка и/или цеха с начальным или средним уровнем сложности. Пакет GENIE состоит из двух основных программных модулей: Построитель стратегий GENIE и Исполнительная среда GENIE. Построитель стратегий используется для проектирования и тестирования проектов, называемых стратегиями, а Исполнительная среда – только для исполнения стратегий. Построитель стратегий GENIE предоставляет в распоряжение пользователя четыре различных редактора: Редактор задач; Редактор форм отображения; Редактор отчетов; Редактор сценариев. Указанные редакторы используются для создания, отладки и модификации задач, экранных форм, отчетов и сценарных процедур соответственно. Кроме того, в состав пакета имеется программа установки и настройки устройств ввода/вывода, а также набор динамически компонуемых библиотек (DLL). Выполняющих различные функции в процессе разработки и выполнения программного обеспечения SCADA. GENIE имеет модульно-ориентированную, открытую интегрированную архитектуру. Открытость архитектуры позволяет легко реализовать взаимодействие GENIE с другими приложениями для совместного доступа к данным во время исполнения стратегий. Результат разработки приложения в GENIE сохраняется в файле стратегии, который представляет собой двоичный файл, содержащий всю информации. Последнего сеанса редактирования. Стратегия – это совокупность одной или несколько задач вместе с одной или большим количеством экранных форм, а также одним основным сценарием. Задача, экранная форма и основной сценарий являются тремя основными элементами, используемыми при построении стратегий. Простейшая стратегия имеет одну задачу с одной экранной формой и не имеет основного сценария. Пакет GENIE позволяет решать все основные задачи, стоящие перед разработчиком программного обеспечения верхнего уровня АСУ ТП. При этом разработка и сопровождение системы могут выполняться специалистами, имеющими как начальный, так и высокий уровни подготовки в области программирования. Открытость архитектуры GENIE обеспечивает множество путей организации взаимодействия GENIE с аппаратурой ввода/вывода и программным обеспечением различных производителей. Все это делает GENIE оптимальным инструментом для разработки программного обеспечения верхнего уровня во многих проектах АСУ ТП, в том числе с ограниченным бюджетом. GENESIS 32 GENESIS 32 фирмы ICONICS является набором 32-разрядных приложений для Windows 95, Windows 98 и Windows NT, построенных в соответствии со спецификацией ОРС (открытый стандарт взаимодействия аппаратуры и программных средств разных производителей), который предназначен для создания программного обеспечения сбора данных и оперативного диспетчерского управления верхнего уровня систем промышленной автоматизации. В состав GENESIS 32 входят несколько клиентских приложений, соответствующих спецификаций ОРС: - Graph WorX 32. объединяет средства разработки и просмотра графических мнемосхем автоматизированных рабочих мест оператора АСУ ТП. Мнемосхемы (экранные формы) могут создаваться как на основе встроенных средств рисования, так и управляющих элементов ActiveX других производителей. Алгоритмы вторичной обработки данных и процедуры управления экранными формами могут разрабатываться в интегрированной среде разработки и исполнения сценариев Visual Basic 5.0 для приложений (VBA), входящий в пакет MS Office 97. - TrendWorX 32. Представляет открытое решение по высокопроизводительному построению графических зависимостей контролируемых параметров. Поддерживает спецификацию ОРС доступа к историческим данным, устанавливающую требования к подсистеме накопления и регистрации значений контролируемых параметров в различных базах, данных с возможностью извлечения и представления на графиках. - AlarmWorX 32. мощная подсистема обнаружения, идентификация, фильтрации и сортировки аварийных и других событий, связанных с контролируемым технологическим процессом и состоянием технических средств АСУ ТП. - Scripter32. одновременное выполнение вычислительных операций и любых других действий, доступных в языке программирования VBA, управление базами данных, формирование отчетов и заданий. GENESIS 32 является одним из самых ярких примеров реализации SCADA-системы, отвечающей самым современным требованиям. Составляющие программные компоненты этого пакета обладают необходимой полнотой и сбалансированностью функций. Они могут работать как автономно на разных узлах локальной или глобальный вычислительной сети, так и совместно на одно рабочей станции. Тем самым обеспечиваются максимальная гибкость и возможность масштабирования системы. ADVANTECH FX Программный пакет для разработки распределенных Scada – систем ADVANTECH FX - Это продукт, в который уже включены драйверы устройств серий ADAV – 4000 и ADAV- 5000. Поддерживает возможность создания гибких сетевых структур. Таким образом, фирма ADVANTECH FX становится единым поставщиком аппаратных и программных средств, необходимых для построения недорогих законченных решений задач сбора данных управления, а также человеко-машинного интерфейса. Драйверы ввода-Вывода для ADVANTECH FX обладают возможнос-тями работы с резервированными каналами передачи данных, позволяют диагностировать потерю и осуществлять восстановления связи, имеют встроенные мониторы просмотра каналов и содержат еще множество других полезных функций. Основные функции системы ADVANTECH FX: - обьектно-ориенированная графическая среда разработки и отображения, - отображение данных в реальном масштабе времени, - ведение базы данных процесса, - управление, - обработка событий и тревог, - средства безопасности и контроля доступа, - распределенная сетевая структура, - обмен данными по каналу DDE, - возможность создания командных блоков и макросов, - утилита конфигурирования системы, - редактор базы каналов, - редактор макрофункций, - подсистема работы с архивными данными. Применение ADVANTECH FX для построения распределенных систем сбора данных и управления позволяет пользователю легко и быстро добавить в уже существующую систему, как новые средства сбора данных, так и новые операторские станцию предоставляя, таким образом, пользователю быстрый и легкий путь модернизации и расширения действующих систем. Система VisiDaQ является инстремнеталной средой разработки приложений сбора, обработки и графического представления данных и управления, которая содержит множество встроенных функциональных блоков и графических элементов отображения, позволяющих существенно сократить затраты на разработку по для систем промышленной организации. Основные характеристики VisiDaQ - приложения VisiDaQ работают под управлением ос Win3.1, win 95 ,win 98 - программирование на языке сценариев, совместимых с visual basic for application -объективно оринтеровачная графика - разработка приложений с использованием функциональных блоков -настраиваемый редактор отчетов - отображение, оуправление и обработка данных в реальном времени -построение графиков -управлениедоступом к системе на основе паролей -обработка событий /тревог -интерфейс с другими приложениями с использованием механизмов DDE и OLE Automation открытый интерфейс для создания Dll –фиункций пользователя. TRACE MODE 5 В нашей стране большое распространение получила отечественная разработка фирмы AdAstra SCADA система TRACE MODE. Выбор в пользу системы TRACE MODE был сделан ввиду наличия в составе системы инновационных технологий отсутствующих в аналогичных SCADA системах, позволяющих реализировать адаптивное регулирование параметров технологических объектов. Рассмотрим более подробно SCADA систему TRACE MODE, ее основные отличительные особенности от других аналогичных систем, организацию и функционирование. TRACE MODE 5 для Windows NT отечественной фирмы AdAstra представляет собой SCADA систему нового поколения. Программно-технический комплекс «ЛАГУНА» В рамках совместного проекта «Лагуна» двух московских фирм «Адастра» и «Индустриальные компьютерные системы» (ИКОС) с июня месяца 2000 года компания ИКОС начала поставку на отечественный рынок промышленной автоматизацией недорогих управляющих контроллеров «Лагуна» с программным обеспечением для его программирования Образование такого совместного проекта было мотивированно следующим: Для совместного отечественного рынка необходим контроллер, обладающий определенными техническими, стоимостными и потребительскими характеристиками. 1. прежде всего, это должен быть недорогой контроллер. В этом случае он прекрасно укладывается в необходимые сметы для решения задач малой автоматизации. Контроллер «Лагуна» вместе с Микромонитром Реального Времени (МРВ) TRACE MODE поставляется по беспрецедентно низкой цене всего 300$. Трудно найти на рынке контроллер, способный конкурировать с «Лагуной» по этому показателю. 2. Контролер должен поставляться с понятной, привычной, универсальной и мощной средой программирования, способной решать широкий спектр задач автоматизации. Если раньше пользователю приходилось отдельно приобретать контролер SCADA систему, думать о совместимости одного с другим, то теперь он приобретает контроллер с поддержкой всей алгоритмической мощи TRACE MODE 5. Сегодня TRACE MODE самая покупаемая в стране SCADA система. Для многих она стала понятной и привычной.Поэтому ориентация поставщика аппаратных средств на данную систему логична и естественна. С другой стороны «Лагуна» в сочетании с модулями серии I-7000 – это универсальный инструмент для решения как задач по автоматизации небольших локальных объектов, так и для построения больших распределенных систем управления. 3. Контроллер должен быть качественным и надежным как с точки зрения аппаратной части, так и с точки зрения программного обеспечению. «Лагуна» имеет две прекрасно зарекомендовавших себя на рынке автоматизации составляющих: отлаженную и обкатанную аппаратную платформу и широко распространенную SCADA систему в качестве программной основы. 4. Контроллер должен быть PC-совместимым. PC-совместимость – основная тенденция в современном мире контроллеров (Россия по применению PC-совместимых решений находится на переднем рубеже). Аппаратная часть Модули удаленного ввода-вывода серии: I-700 Серия I-700 не дорогое, гибкое и эффективное решение для самого широкого спектра индустриальных и лабораторных задач. Контроллеры: I-7188 по существу это маленький pc –совместимый с компьютером. Процессор AMD-188-40 мгц, 256 кбайт SRAM ОЗУ Flаsh-диск 512 кбайт, часы в реального времени, 4 последовательного порта. В настоящее время этот контроллер не имеет равных среди PS совместимых контроллеров по соотношению цена /производительность . Robo 3140 Контроллер по своим характеристикам полностью аналогичен контроллеру I-7188 Однако оптимезированн доля работы SoftLogic –пакетом GoogdHelp Lagoon 3140 Аналогичен с другими контроллерами, но оптмезирован под работу с пакетом TRACE MODE . Модуль 5066 центрального процессора 5066 в системах на базе платформ PC Модуль CPU686 специально разработан для создания систем на базе платформ MICROPC От которых требуется наивысшая производительность. Модуль CPU686е является дальнейшим развитием процессора Модуль CPU686.наличие подсети 10/100base-T Ethernet/16 разрядный акомулятор шина Usb. Модуль ввода-вывода 5600 Позволяет выполнять контроль положения коммуникационной аппаратуры и логических уровней, управлять индикаторными панелями LCD Модуль аналогового сигнала ввода – вывода 5710 . Плата позволяет выполнить до 33000 измерений в секунду. Адаптер сети Ethernet Модуль 5500 является высоко эффективным узловым контроллером обрабатывающим алгоритмы необходимые для выполнения работ в сети, включая управление буфером, выделение Колизей и формирование отчетов о сетевых ошибках. Плата поддерживает все стандартные сетевые интерфейс (10 BASE-T.10BASE-2,AUI). Плата также может работать с оптоволокном интерфейсом в случае установки питания 12 в. На предприятии завода №20 используется SCADA- система TRACE MODE 5 Базовая конфигурация: В этой конфигурации, весы и сканер подключены непосредственно к коммуникационным портам компьютера слушателя. Терминал «TRAKKER ANTARES 2420» подключен к коммуникационному порту сетевого сервера CoBox-E2. Конфигурация на базе удаленного сервера CoBox-E2: В такой конфигурации, весы и сканер, и терминал «TRAKKER ANTARES 2420» подключаются к коммуникационным портам сетевого сервера CoBox-E2. Конфигурация на базе удаленного терминала TRAKKER ANTARES 2480: В этой конфигурации, весы и сканер подключены к коммуникационным портам терминала «TRAKKER ANTARES 2480». Терминал «TRAKKER ANTARES 2420» подключен к коммуникационному порту сетевого сервера CoBox-E2. Для того чтобы вызвать процедуру инвентаризации достаточно выбрать соответствующий пункт в главном меню или команду на панели инструментов. Выбор этой процедуры вызывает генерацию пакета документов, заполняемых при проведении физической инвентаризации: Указание о проведении ФИ и назначении рабочей инвентаризационной комиссии; Список наличного количества ЯМ по состоянию на текущую дату; Бланк списка фактически наличного количества ЯМ; Бланк протокола проверки атрибутивных признаков; Бланк протокола физических измерений ЯМ; Бланк материально-балансового отчета; Документы открываются на рабочей панели, которая автоматически переходит в режим просмотра документов. Указание и список наличного количества заполняются автоматически. Процедура физической инвентаризации выполняется с помощью автоматизированной системы учета программы «ZBM» и мобильного терминала «TRAKKER ANTARES 2420». Терминал «TRAKKER ANTARES 2420» имеет встроенный сканер штрих-кодов и работает в соответствии с загруженной в него программой обработки сканированных данных. Результаты выполнения этой программы хранятся в памяти терминала и могут быть переданы в компьютер для последующей обработки. Перед началом работы, в терминал загружается список контейнеров, их разрешенные местоположения и идентификаторы УИВ. Программа, последовательно требует сканировать идентификатор контейнера, идентификатор его фактического местоположения и идентификаторы его УИВ. Каждый раз производится проверка соответствия сканированных данных, указанных в списке. При обнаружении какого-либо несоответствия, терминал посылает специальный звуковой сигнал и требование повторного сканирования. До тех пор, пока несоответствие не будет устранено, программа не будет продвигаться к следующему сканировании. Таким образом, исключаются ошибочные или фальсифицированные данные проверки. Успешная проверка признаков данного контейнера приводит к записи сканированных данных в память терминала и вызывает приглашение проверки следующего контейнера. После проверки последнего контейнера, программа требует передать накопленные данные в компьютер. Во время проведения атрибутивных признаков программа «ЗБМ» ожидает передачи данных от терминала и не выполняет никаких операций, кроме соощения на панели подсказок: «проверка атрибутивных признаков». Как только накопленные в терминале данные будут переведены в компьютер, программа «ЗБМ» заполняет бланк протокола проверки атрибутивных признаков, вносит учетные данные контейнеров в СФНК и в протокол физических измерений. При этом колонка «Измеренная масса брутто контейнера» в протоколе физических измерений и колонка «Вес брутто контейнера» в СФНК остаются незаполненными. Заполняться они будут в ходе выполнения весовых измерений. Как только данные из терминала будут переведены, а документы сформированы, на панели подсказок появится сообщение «Весовые измерения: установите контейнер на весы и сканируйте его идентификатор». Сканирование идентификатора УЕ вызовет поиск ее параметров в базе данных и запрос номера весов, подключенных к какому-либо порту компьютера. В том случае, ответ от весов не получен, выдается сообщение об ошибке обнаружения весов. Если же ответ от весов получен, программа обращается к базе данных и проверяет дату очередной проверки весов. В случае если срок проверки весов истек, выдается сообщение: Срок проверки весов № 0000000000 истек. Проведите проверку или замените весы, затем щелкните «Повторить». Если же проверка прошла успешно, программа обращается к весам с запросом на передачу измеренного веса контейнера. В том случае, если ответ от весов не получен, выдается сообщение об ошибке обнаружения весов. Если же ответ от весов получен, программа вычисляет разность между учетным весом брутто контейнера и измеренным весом. В том случае, если разность превышает 3∑, выдается сообщение: Разность паспортного и измеренного веса > 0,1 г. Для повторного взвешивания щелкните «Повторить». Для отмены текущего измерения закройте этот диалог. Отмена текущего измерения вызовет: Приостановку ФИ; Составление Специального Отчета (СИ); Повторить Если проверка соответствия веса прошла успешно, измеренный вес контейнера вносится в соответствующие позиции протокола измерений и Списка Фактически Наличного Количества ЯМ (СФНК). После этого программа выдает приглашение установить следующий контейнер на весы и сканировать его идентификатор: установите следующую УЕ на весы и сканируйте ее идентификатор. Как только успешно проведены измерения всех контейнеров, находящихся на учете в данной ЗБМ, программа автоматически вычисляет уменьшение или увеличение инвентарного количества ЯМ и заполняет бланк МБО. После этого, составляется новый СНК. Все заполненные документы сохраняются в базе данных и распечатываются на принтере. Эти документы доступны только для чтения на вкладке «Документы». Таким образом, вы выполнили процедуру физической инвентаризации ЯМ. Подключение персонального компьютера к сети NetWare Requester – единственная часть NetWare, находящаяся на рабочей станции ( а не на сервере). Используя Requester, вы устанавливаете связь между РС и сетью. Этот процесс состоит из двух шагов: подключения к сети (attaching) и входа в систему (logging in). Подключение устанавливает физическую связь между РС и файловым сервером. Войдя же в систему, вы получаете доступ к файловым серверам и другим ресурсам – например, к разделяемым принтерам. При запуске Requester сетевой адаптер компьютера посылает широковещательный (broadcast) запрос по сетевому кабелю, ожидая ответа файлового сервера. Компьютер связывается с первым же сервером, который ответит на этот запрос. Requester остается в оперативной памяти компьютера и служит программной связью между операционной системой компьютера и NetWare. Затем Requester обеспечивает способ входа в сеть. На IBM PC под управлением DOS он создает новое буквенное обозначение привода ( в большинстве случаев это F), на котором находится каталог подключенного сервера. В этом каталоге находится программа LOGIN, которую надо использовать для входа в сеть. (Более подробно это описано в разделе «Контроль входа и паролей» этой главы). Requester - это программная связь между сетью и вашим компьютером. Запуск Requester – это первый шаг в работе с NetWare. Защита от несанкционированного доступа Контроль входа и проверка паролей Контроль входа и проверка паролей – основное средство для регулирования прав доступа пользователей к серверам, принтерам и другим сетевым ресурсам. Администратор создает входное имя для каждого пользователя, которому разрешено связываться с сервером. Кроме того, от пользователя можно потребовать каждый раз при входе в систему вводить пароль. Вход в систему – первый этап использования сетевых ресурсов. Если у вас нет входного имени, вы не имеете доступа к файлам сервера, не можете запускать программы с сервера или посылать задания печати на сетевые принтеры. Вход в систему прост. Переключитесь на привод, созданный при загрузке Requester (обычно F)и введите login. В ответ вы получите сообщение: Enter your login name (введите входное имя :) Введите ваше входное имя. Если вы используете пароль, система потребует ввести его. При этом вводимые символы не отображаются на дисплее, так что подсмотреть пароль невозможно. (Из предосторожности убедитесь, что никто не видит, какие клавиши вы нажимаете.) Контроль прав доступа на уровне совладельца После успешного входа в сеть вы, однако, не имеете полного доступа к содержимому всех дисков сервера. В большинстве грамотно управляемых сетей только сетевые администраторы имеют полный доступ к серверам, которыми они управляют. Так как диски сервера разделяет много различных пользователей, NetWare позволяет администратором назначить им различные уровни доступа к различным областям каждого диска. Жесткие диски файлового сервера NetWare, как и жесткие диски РС, делятся на каталоги. В каждом каталоге хранится группа взаимосвязанных файлов. Каталоги, в свою очередь, могут делиться на подкаталоги. Например, сервер под названием SERV1может иметь каталог под названием USERS,в котором каждому пользователю предоставлен отдельный подкаталог для личного пользования. Другой сервер – SERV2 – может содержать каталог SOFTWARE, в котором находятся сетевые версии программного обеспечения – Lotus 1-2-3, WordPerfect, Paradox. На третьем сервере – SERV3 – в каталоге ACCTING хранится система учета компании. Разным пользователям нужен разный тип доступа к различным каталогам. В своем собственном подкаталоге в USERS вам нужен неограниченный доступ, то есть возможность создавать, удалять и модифицировать файлы по желанию. Но вы должны иметь ввиду ограниченный доступ к каталогу SOFTWARE – вам нужно только иметь возможность запускать программы, а не удалять или модифицировать программные файлы. Наконец, если вы не работаете в отделе учета, вам не нужен доступ к каталогу ACCTING. Как сетевой администратор назначает различные уровни доступа? Для этого используется средство защиты на уровне совладельца (trustee security) NetWare. Для того чтобы предоставить пользователю доступ к каталогу, администратор делает его совладельцем (trustee) этого каталога. Как совладелец пользователь может просматривать и использовать файлы данного каталога. Возможность контролировать права совладельца в NetWare – одно из наиболее сложных и мощных средств защиты, которыми располагает администратор сети. Виды периферийного оборудования и его параметры Клавиатура как основное устройство ввода Первоначально РС разрабатывался как устройство для обработки текста. Теперь он предназначен для создания и коррекции изображений и, даже в случае, когда РС используется для создания «простого» текстового документа, такого как письмо, обрабатывается намного больше информации, чем просто буквы, цифры и символы, которые содержит документ. Но чтобы использовать шрифты, форматирование и другие сложные способы работы с документом, необходимо сначала ввести слова, составляющие данный документ. А для этой цели практически незаменимым средством является клавиатура. ВИДЫ КЛАВИАТУР Основным назначением клавиатуры любого компьютера является уведомление его о том, что одна или несколько из ее клавиш нажаты или отпущены. Существуют различные способы реализации клавиатур, отличающиеся способом уведомления пользователя о том, что нужная клавиша была нажата или отпущена. В зависимости от назначения, существует множество разновидностей клавиатур. НЕДОРОГИЕ КЛАВИАТУРЫ С «СУХИМ КОНТАКТОМ» Наиболее распространенной альтернативой для клавиатур РС являются так называемые переключатели с сухим контактом (dry contact switch), разработанные для коммутации цепей с очень малыми величинами коммутируемых токов. В них никогда не протекают большие токи, поэтому не возникает электрическая дуга, а следовательно, отсутствует необходимость ускоренного замыкания и размыкания контактов. Наиболее простой реализацией переключателя с сухим контактом является проводник в форме пружины, который прижимается к другому проводнику. Когда они расходятся, контакт размыкается. Ничто не щелкает, не возникает никаких внезапных перемещений и не возникает никакого шума. В этом типе клавиатуры ничто не сообщает пользователю о том моменте, когда компьютер получил сигнал о нажатии на клавишу или об ее отпускании. МЕМБРАННЫЕ КЛАВИАТУРЫ Клавиатуры РС, предназначенные для работы в особо жестких условиях, обычно герметично закрываются и используют мембранные или простейшие емкостные переключатели. Подобные переключатели часто используются в микроволновых печах и в системах управления лифтами. Вместо перемещающихся клавиш эти клавиатуры имеют чувствительные области. Каждое прикосновение к такой области вызывает появление соответствующего сигнала. Так же регистрируется и размыкание контакта. КЛАВИАТУРЫ ИЗ ФОРМОВАННОГО ЭЛАСТИЧНОГО ПОЛИМЕРА В этих клавиатурах между клавишами и печатной платой располагается прослойка из эластичного полимера (искусственной резины). На прослойке под клавишами клавиатуры расположены бугорки, образованные за счет изгиба прослойки. При нажатии на клавишу бугорок продавливается, и его внутренняя сторона прижимается к печатной плате. При этом токопроводящая прокладка, расположенная с обратной стороны каждого бугорка, замыкает контакты, расположенные на печатной плате, и посылает компьютеру сигнал о нажатии клавиши. При правильном подборе параметров характеристики клавиатур данного типа приближаются к параметрам лучших клавиатур «со щелчком», но при этом имеют гораздо меньшую стоимость. Этим объясняется их широкое распространение. МАТРИЦЫ КЛАВИШ И СОБСТВЕННЫЙ КОМПЬЮТЕР КЛАВИАТУРЫ При нажатии или отпускании клавиши происходит только замыкание и размыкание электрических контактов (возможна также звуковая и тактильная обратные связи). Это действие само по себе не позволяет сформировать какое-либо сообщение для РС. Такие сообщения формируются электронными схемами, расположенными на самой клавиатуре. На клавиатуре РС размещен полноценный компьютер. Этот компьютер является типичным представителем семейства встроенных компьютеров (embedded computer). Он всегда выполняет одну и ту же программу. Эта программа заставляет компьютер клавиатуры постоянно отслеживать состояние всех клавиш, чтобы определить, какие из них являются в настоящее время нажатыми, а какие отпущенными, и на основании этих сведений формировать и посылать соответствующие сообщения РС. Обычно клавиши клавиатуры расположены в пять или шесть рядов. Клавиши каждого ряда несколько смещены вправо, относительно клавиш расположенного над ними ряда. На печатной плате клавиатуры имеется отдельная шина для каждого ряда клавиш и отдельная шина для каждого смещенного столба клавиш. Комбинация этих шин образует матрицу, на пересечении строк и столбцов которые расположена конкретная клавиша. Электронные схемы клавиатуры на короткое время подают напряжение на шину каждого ряда и просматривают отклики машинных столбцов (или наоборот). Таким образом, производится проверка состояния каждой клавиши во всей матрице. Эта проверка производится на столько быстро, что за 1 секунду выполняется несколько проверок состояния каждой клавиши. ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КЛАВИАТУРЫ И РС Клавиатура должна передавать сообщения в РС, к которому она подключена. Многие клавиатуры способны воспринимать ответные сообщения. Некоторые из них (но не большинство) является «вдвухязычными». Некоторые РС также являются двухязычными, но в и этом случае большинство из них используют только один язык. Однако, в действительности, все современные РС и их клавиатура использует один и тот же язык. МНОЖЕСТВО ДИЗАЙНОВ – И ТОЛЬКО ДВА ЯЗЫКА Клавиатуры, имеющие 83 клавиши, которыми комплектовались оригинальные IBM PC и PC/AT(а также клоны этих моделей) могли только посылать сообщения в РС. Используемый язык отличался от языка, используемого во всех современных клавиатурах. IBM PC и PC/AT, клавиатура РС получила возможность принимать сообщения от компьютера. Некоторые клоны РС могут работать как с языком клавиатуры ХТ, так и с языком клавиатуры АТ. Они определяют тип подключенной клавиатуры в процессе начальной загрузки. Некоторые клоны клавиатур РС знают оба языка. Для выбора конкретного режима работы необходимо соответствующим образом установить переключатель на нижней или боковой стороне клавиатуры. Преимущества топологии типа «Звезда» Название Token Ring (эстафетное кольцо или кольцо с передачей маркера) говорит о том, что рабочие станции в ЛВС организованы в циклическую структуру, где одна станция соединяется слева и справа, а последняя соединяется с первой. Кольцо реализовано в виде шины, замкнутой на себя. Даже создается впечатление, что соседние обычными Т-разъемами. Однако, если бы для соединения станций в кольце использовался такой физический метод, было бы потеряно одно из важнейших преимуществ, которым обладает Token Ring по сравнению со своими конкурентами. Это сохранение работоспособности при отказе в любой рабочей станции, что в случае подключения по шинной топологии привело бы к остановке в сети. Устройства многостанционного доступа (MSAU) ЛВС на базе Token Ring является логическими кольцами, так как обмен данными происходит между станцией и ее выше- и нижестоящими соседями. Рабочая станция при этом принимает данные от одного набора проводов и передает другому набору. Передающие кабели от одной станции проводят сигнал на приемные контакты сетевого адаптера соседней станции, проходя через устройство многостанционного доступа (MSAU). Устройство доступа к среде и устройство многостанционного доступа (MAU и MSAU) довольно похожи по функциям на концентратор Ethernet, но на самом деле являются коммутаторы проводов. Основные отличия между концентратором и MAU состоят в том, что MAU не является центральной точкой, в которой происходит пересылка пакетов данных всем портам одновременно. Вместо этого MAU обеспечивает физическое соединение между приемными и передающими проводами от одной рабочей станции в кольце к другой. Звезду Token Ring можно представить как сжатое «кольцо в коробке», поскольку провода, образующую собственно кольцо, находятся внутри MAU, а не прокладываются по зданию. Простейшие MAU всего-навсего оборудованы электрическими реле, которые коммутируют провода надлежащим образом. Более сложные устройства могут выполнять и другие функции, такие как регенерация сигналов. Однако основой функцией MAUостается обеспечение центральной точки коммутации для соединения различных станций ЛВС в логические кольцо на базе физической топологии типа «звезда». Объединение MAU для создания большой ЛВС Возвращаясь к концепции логического кольца, рассмотрим, что происходит, когда требуется объединить несколько MAU в одну сеть. Когда два и более MAU соединяются вместе, в ЛВС должна соблюдаться структура логического кольца. Маркер, как и прежде, должен циркулировать в кольце от одной станции к другой, возвращаясь к станции, сгенерировавшей его, вне зависимости от того, к какому MAU он подключен. В некоторых случаях существуют предпочтительный и резервный пути между каждым MAU, что позволяет уменьшить время простоя сети при отказе одной из линий связи между MAU . Прикладные программы Прикладные программы выполняют все те задачи, для которых покупался РС. Большинство хотело бы писать тексты, следить за бюджетом или общаться с помощью РС. А для выполнения этих задач и предназначены прикладные программы. Операционная система как промежуточное программное обеспечение Сфера действия операционной системы находится между BIOS и прикладными программами. Поэтому ее можно было бы назвать промежуточным программным обеспечением (middleware). Операционная система выполняет много различных функций, включающих, как я уже говорил ранее, помимо прочего предварительное планирование выполнения (scheduling) прикладных программ, не допуская среди них конфликтов, когда они хотят получить одновременный доступ к одним и тем же ресурсам. Задачей операционной системы является передача сервисных запросов от прикладных программ к драйверам аппаратных устройств внутри BIOS, которые и выполняют всю фактическую программу. Иногда при передачи таких запросов операционная система также должна самостоятельно обработать часть этого запроса. Существует и множество других примеров, когда API, используемый прикладной программой, является более общим, чем API, понятый программами BIOS. Операционная система должна почти всегда проделать какую-либо необходимую трансляцию и расширение, чтобы выбрать подпрограммы BIOS, которые будут выполнять необходимые для удовлетворения запросов прикладной программы действия. Роль апплетов Существуют некоторые программы, выполнение которых не является предназначением РС. Такие программы называются апплетами (applets) – маленькими приложениями). Некоторые апплеты являются утилитами, которые выполняют, например, форматирование диска или сравнение содержимого двух файлов. Другие апплеты выполняются для того, чтобы как-нибудь изменить работу операционной системы. В действительности, эти апплеты становятся частью операционной системы. Такие программы выполняются не просто для того, чтобы решить требуемую задачу и завершиться, а остаются в памяти, и выполняются как бы «на заднем плане», в то время как РС выполняет основные приложения. Такие программы обычно называются резидентными (Terminate and Stay Resident, TSR). Это название они получили потому, что после загрузки они выполняют некоторую начальную работу, а затем сообщают операционной системе, что они завершили выполнение, но не хотят освобождать занятую ими память. Для этого они вызывают особое прерывание, называемое, как и эти программы, «Terminate and Stay Resident». Некоторые из таких программ являются всплывающими (pop-up). При нажатии некоторой комбинации «горячих клавиш» (типа Другие программы-апплеты работают как некоторые драйверы устройств. Активизируя программное обеспечение Intellipoint, можно заставить указатель мыши переместиться на кнопку по умолчанию в любом диалоговом окне или быстро переместиться с одно стороны экрана на другую. Некоторые другие модели мышей поставляются с различным программным обеспечением, позволяющим им проделывать различные трюки, вроде увеличения области экрана вокруг указателя мыши. Существует особый вид апплетов, о котором очень много говорят в последнее время – апплеты языка Java (Java applets). Апплет Java – это небольшая программа, которая загружается с посещаемого пользователем узла World Wide Web (в Internet). Его можно было бы и не заметить, если бы внезапно программа Web-браузера (например, Internet Explorer или Netscape Navigator) не начинала бы делать что-то такое, что она просто не смогла бы делать самостоятельно или используя любые апплеты, находящиеся на локальном жестком диске. По большей части это замечательно. Это означает, что создатель узла Web может наращивать возможности программ на пользовательском РС, позволяя им лучше взаимодействовать с этим узлом. Конечно, имеет и неприятную оборотную сторону: апплет Java в состоянии навредить пользовательскому РС. Часть конструкции языка Java и виртуальных машин, выполняющихся внутри браузера, по идее, предназначена для защиты пользователя от любых вредных апплетов Java. Эта защита работает, по крайней мере, большую часть времени, но она может и не сработать. (Наиболее современные браузеры Web позволяет пользователю выключать возможность выполнения скриптов Java (JavaScript),т.е. возможность загружать и выполнять апплеты Java. Таким образом, если пользователь боится, что его данные могут быть повреждены любой формой проявления языка Java, он может себя обезопасить и продолжать просматривать web, хотя не все чудеса, которые там находятся, будут ему доступны, если он использует браузер с отключенной поддержкой Java.) Вывод: В результате прохождения практики я получил и закрепил знания по общим характеристикам и требованиям SCADA-систем.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||