260 likes | 395 Views
13AMP. Aplikace mikropočítačů při řízení technických procesů Ing. Martin Molhanec, CSc. 13AMP. Ing. Martin Molhanec, CSc. Katedra elektrotechnologie, K-313 Místnost 450, blok B3, Dejvice Tel. (+420) 2 2435 2118 mailto : molhanec @fel.cvut.cz http://martin.feld.cvut.cz/~mmm. 13AMP.
E N D
13AMP Aplikace mikropočítačů při řízení technických procesů Ing. Martin Molhanec, CSc.
13AMP • Ing. Martin Molhanec, CSc. • Katedra elektrotechnologie, K-313 • Místnost 450, blok B3, Dejvice • Tel. (+420) 2 2435 2118 • mailto:molhanec@fel.cvut.cz • http://martin.feld.cvut.cz/~mmm
13AMP • Přednášky i cvičení probíhají v počítačové učebně: Z477(Zikova ulice, Dejvice) • Cvičení navazují na přednášky plynule, proto je žádoucí chodit i na přednášky!
13AMP • Cíl: Seznámit posluchače se specifiky programování řídících aplikací • Úroveň: Znalý uživatel, který vidí pod pokličku • Přednášky: Více informací, méně teorie • Cvičení: Programování multitasku
Osnova přednášek • Principy programování řídicích aplikací • Software pro programování řídicích aplikací • Analýza řídicích aplikací • HW vybavení pro řízení
Osnova cvičení • Opakování programování • Pokus o vlastní multitask • Využití multitaskové knihovny • Použití jazyka Modula II • Použití jazyka …
Literatura • Plášil: Operační systémy, FEL-ČVUT, 1989 • Čada: Operační systémy, GRADA, 1994 • Young: Programovací jazyky pro RT aplikace, SNTL, 1988 • Zdroje na Internetu
Specifika software pro řízení • Reálný čas – včasná odezva • Paralelismu – současnost • Synchronizace – sdílení zdrojů • Kooperace – komunikace mezi procesy • Spolehlivost, robustnost • Uživatelské prostředí - visualizace
Specifika hardware pro řízení • Spolehlivost • Průmyslové provedení • Kusovost sériovost • Komunikace s periferiemi (I/O) Drahé
Specifika hardware pro řízení • Řídící systémy (modulární) • Průmyslová PC • Jednodeskové a vestavěné systémy • Průmyslové sběrnice • Odlišná konstrukce a architektura • Různá CPU a další obvody
Typické úlohy • Řízení technických procesů • Sběr dat z technických procesů (měření) • Vizualizace technických procesů • Další úlohy: • Statistické vyhodnocení • Zálohování naměřených dat
Princip multitásku V libovolném konkrétním čase je vždy aktivní pouze jedna jediná úloha. Pokud je střídání úloh v určitém časovém intervalu dostatečně časté, jeví se jejich aktivita jako současná. Time Úloha 1 Úloha 2 Úloha 3
Proces • Proces je abstrakce běžícího programu • Několik procesů může běžet současně • Skutečně (více procesorů) • Zdánlivě (jeden procesor) • Task čili úloha, jiný název pro proces (poněkud obecnější)
proces program • Na disku je uložen PROGRAM.Program je popis určitého algoritmu. • V paměti počítače se vykonává PROCES.Proces je činnost, která realizuje daný algoritmus. • POZOR: Současně se může vykonávat více PROCESŮ i téhož PROGRAMU.
PROCESS (proces)Jeden program = jeden proces.Každý proces má svojí paměť. • THREAD (vlákno)Jeden program = několik vláken.Všechna vlákna sdílejí společnou paměť. • TASK (úloha)Může být, jak proces, tak vlákno.
MULTITASKINGJe vykonávání několika úloh současně na jediném procesoru (jedná se o tzv. sdílení času) • MULTIPROCESSINGJe vykonávání několika úloh současně na několika procesorech, které sdílejí společnou paměť. • DISTRIBUTEDPROCESSINGJe vykonávání několika úloh současně na několika procesorech, které nemají společnou paměť.
Úlohy jsou buď nezávislé (independent) nebo spolu spolupracující (cooperating). • Spolupráce je komunikace. Při ní si úlohy vyměňují data prostřednictvím zpráv (messages) nebo sdílené paměti (shared memory).
Synchronizace • Synchronizace je zvláštní způsob vzájemné komunikace úloh, kdy jedna úloha A čeká na jinou úlohu B. Teprve až úloha B dosáhne určitého bodu ve vykonávání svého algoritmu, smí úloha A dále pokračovat.
REAL-TIME SYSTEMS(Systémy reálného času) • RT systém je takový systém, kde časové požadavky (odezva systému) je nezbytnou součástí jeho specifikace. • Příklady RT systémů • Operační systémy (pro řízení) • Telekomunikace • Objednávání letenek
Paralelní systémy • Jsou speciální systémy, které obsahují velké množství procesorů. Na těchto systémech probíhají paralelně některé algoritmy.Jedná se o speciální počítačové architektury. • Příklad:TRANSPUTER (firma Inmos) & jazyk OCCAM
TASK SWITCH (přepnutí úlohy)Jedná se o způsob jakým je právě vykonávaná úloha pozastavena a jiná úloha odstartována. • SCHEDULING (plánování)Je algoritmus, který rozhoduje o tom KDY dojde k přepnutí úlohy a JAKÁ další úloha bude odstartována.
Shrnutí • Základní informace o předmětu • Specifika řídicích systémů. • Co je to multitásk. • Co je to proces, úloha, vlákno. • Co je to reálný čas. • Další potřebné pojmy.
FINITO Ještě se nerozsvítilo? Nevadí, tak snad příště