Файл: Смирнов, К. А. Сбор, передача и обработка данных АСУ.pdf

по аппаратному и 'Программному принципам в резерви­ рованных ВК, то окажется, что оно не столь значитель­ но отличается друг от друга. Объясняется это необхо­ димостью дублирования программного оборудования, что удваивает его объем. Достоинством АС с накопленной программой является ее легкая приспособляемость к из­ меняющимся требованиям работы в АСУ.

Наконец, возможен такой метод сопряжения, при котором часть функций первичной обработки данных вы­ полняется аппаратным способом, а другая часть — с по­ мощью устройства с накопленной программой. Так, на­ пример, прием и регистрация сигналов, накопление бита (или кодовой комбинации) может производиться уст­ ройствами с жесткой программой, а ряд операций пер­ вичной обработки информации — устройством с накоп­ ленной программой. Таким устройством может быть как специализированная, так и универсальная ЭВМ.

Из рис. 2.34 видно, что АС состоит из трех основных частей — линейного блока, блока управления и блока обмена с ЭВМ. Разделение устройства сопряжения на приемную и передающую части является условным, так как оно определяется методом выполнения функций об­ работки данных. В устройстве сопряжения с накоплен­ ной программой блоки обмена с ЭВМ и блоки управле­ ния бывают общими. Из сказанного видно, что разделе­ ние операций приема и обработки информации между отдельными блоками АС определяется ее конструкцией. В основном это относится к блоку управления, где вы­ полняются основные операции обработки информации, в меньшей степени — к линейному блоку и блоку обмена с ЭВМ. Однако независимо от конструкции АС функции электрического согласования каналов связи с устройст­ вом сопряжения всегда выполняются в линейном блоке. Так, при вводе информации в ЭВМ здесь формируются машинные слова, адреса, посылаются в ЭВМ сигналы прерываний или приостанова.

При распределении функций обработки данных меж­ ду технологической ЭВМ и аппаратурой сопряжения в последнюю выносятся те операции, которые выполня­ ются логически просто, но требуют больших затрат ма­ шинного времени. Обычно к ним относится поиск в при­ нимаемой информации каких-либо служебных призна­ ков. Характер функций первичной обработки данных оп­ ределяется в основном назначением АСУ и принятым алгоритмом передачи информации.

123

Сравнительные затраты машинного премен'И для осу­ ществления некоторых логических функций при приеме и первичной обработке знаков международного теле­ графного кода МКТ-2 с помощью АС, построенной яте различным тринmmaiM, даты на рис. 2.35. (Приводи-

мые на рисунке ломаные кривые относятся к следующим операциям: 1 — обнаружение стартовой посылки; 2 — об­

пись информации в буферную память; 7 — разборка зна­ ков; 8 — передача знаков. Из рисунка видно, что наи­ более производительной является АС с жесткой про­ граммой. Однако, несмотря па это, такая аппаратура применяется довольно редко ввиду ее малой гибкости — незначительные отличия в алгоритмах передачи инфор­ мации, существующие в различных АСУ, затрудняют ее ■использование. В то же время оборудование с накоп­ ленной программой (т. е. специализированная ЭВМ) мо­ жет применяться в самых разнообразных по назначению системах АСУ.

В настоящее время отсутствуют сведения о трудо­ емкости и стоимости создания математического обеспе­ чения для АС. Известно лишь, что стоимость разработ­ ки программ для вычислительного комплекса АСУ со-

№

ставляет 40—50% от его полной стоимости. Из-за огра­ ниченного числа функций стоимость математического обеспечения АС с накопленной ттрогра'ммой, по-видимо- му, следует оценить меньшей цифрой.

Особенность составления рабочей программы для АС заключается в ее оптимализацни с точки зрения наиболь­ шей скорости выполнения различных операций по при­ ему, передаче и обработке данных. В отличие от про­ грамм универсальных ЭВМ, используемых для решения разнородных задач, эти программы должны функциони­ ровать долгие годы. Применение алгоритмических язы­ ков при составлении .программ для 'универсальных ЭВМускоряет процесс программирования. Избыточность та­ ких программ не 'играет существенной роли, поскольку после решения поставленной .задачи они в дальнейшем могут не использоваться. В то же .время неоитимально составленная лрогр.а1мма АС не позволяет получить мак­ симальной производительности оборудования- А резерв производительности — это большее -число подключае­ мых каналов, выполнение дополнительных функций по­ вышения достоверности, контроля и т. д.

П р и н ц и п р а б о т ы АС о н а к о п л е н н о й пр о ­ г р а м м о й . Устройства сопряжения с жесткой програм­ мой выпускались в основном в эпоху ЭВМ второго по­ коления. В настоящее время в большинстве случаев вы­ пускается АС С накопленной программой (далее будем называть ее мультиплексром).

Рассмотрим структуру и основные принципы рабо­ ты «а примере 'мультиплексора DS-714, выпускаемого компанией «Филипс» и входящего в состав ВК между­ народной системы бронирования билетов и обработки данных на авиалиниях СИТА 14]. Мультиплексор DS-714 ■рассчитан на 'подключение 125 дуплексных телеграф­ ных каналов, работа по которым ведется со -скоростями 45, 50, 70 'и 100 бод пятивлементным кодам.

При приеме информации здесь выполняются следую­ щие операции:

—преобразование уровня сигналов в уровни, при­ емлемые для работы логических элементов;

—преобразование кода знака из последовательной формы в параллельную;

—поиск служебных знаков или их сочетаний в при­ нимаемой информации;

—контроль состояния линий связи;

-• передача информации в технологическую ЭВМ.

125

При передаче 'информации перечисленные 'выше функ­ ции 'выполняются в обратном порядке. Связь между мультиплексором и технологической ЭВМ осуществляет­ ся через мультиплексный канал.

Структурная схема мультиплексора DS-714 приведе­ на на рис. 2.36. Все входящие и исходящие линии заво-

Р и с. 2 .36 . С т р ук ту р н а я с х е м а м у л ь ти п л ек со р а D S -7 1 4

дятся на панель линейных реле, где И происходит пре-! образование уровней сигналов. Преобразователями яв­ ляются поляризованные реле с ртутными контактами. Такой метод подключения линий является надежной за­ щитой полупроводниковых элементов 'мультиплексора от случайных выбросов линейного напряжения. Линейная панель позволяет работать однополюсными или двухпо­ люсными посылками, контролировать линейные токи и измерять искажения принимаемых сигналов. Состояние всех линий можно с помощью индикаторных ламп кон­ тролировать на панели сигнализации, которая также имеет гнезда для подключения к линиям телеграфных аппаратов.

Панель управления содержит схемы, позволяющие управлять режимом работы линий связи как автомати­ чески со стороны мультиплексора, так и вручную с па­ нели блокировки и сигнализации.

126

Телеграфные посылки, передаваемые стартстопным методом, принимаются методом сканирования. Этот ме­ тод, как правило, применяется в АС с накопленной про­ граммой, поскольку позволяет наиболее полно пополь­ зовать быстродействие элементов оборудования, что в конечном итоге приводит к уменьшению его объема. Суть метода сканирования заключается в том, что в пе­ риод, когда в АС поступает сигнал стоповой полярности, канал связи осматривается с определенной частотой, вы­ бор которой зависит от скорости передачи данных и тре­ бований, предъявляемых к исправляющей способности. Обычно в период приема стоповой посылки производит­ ся 12—16-кратное обращение к каналу в течение вре­ мени, равного длительности приема одной элементарной посылки, что обеспечивает 42—45%-ную исправляющую способность. Исправляющей способностью называют спо­ собность приемного устройства правильно фиксировать принимаемые сигналы при их максимальном искажение. Так, исправляющая способность, равная 45%, означает, что при искажении (т. е. изменении длины) телеграф­ ной посылки до 45% она будет фиксироваться пра­ вильно.

Порядок формирования кодовой комбинации при при­ еме показан на рис. 2.37.

а) Принимаемая кодовая конЫнацип

ци и в р и п р и ем е м ет о д о м с к а н и р о в а н и я

После того как при очередном обращении к каналу ■обнаружена смена стоповой полярности на стартовую, осмотр канала прекращается на период 1,5 U (рис. 2.37б). Затем следует обращение, которое совпадает с временем

127

приема середины первой кодовой -посылки, фиксируемой с соблюдением 'Соответствующего знака (рис. 2.37в). В дальнейшем обращения к каналу производятся через промежутки времени, равные t0, до момента приема се­ редины стоповой посылки, после чего весь процесс на­ чинается сначала.

При приеме методом сканирования очень важно вы­ брать такую частоту осмотра элементов кодовой ком­ бинации, которая позволила бы получить наибольшую' исправляющую способность на всем выбранном диапа­ зоне скоростей телеграфирования. С увеличением часто­ ты сканирования растет величина исправляющей спо­ собности, но одновременно увеличивается и число опе­ раций, необходимых на обслуживание одного канала а единицу времени.

Принятая в DS-714 частота сканирования, равная 1500 Гц, обеспечивает, как видно из табл. 2.5, исправ­ ляющую способность, не меньшую 45% для всех ско­ ростей телеграфирования,

Цикл ска нпровал ия мультиплексора равен 666 мисс. При этом на осмотр каждого канала тратится 5,2 мкс. Это .время определяется длительностью цикла оператив­ ного ЗУ мультиплексора, которое также равно 5,2 мкс. Запуск цикла производится по сигналам датчика вре­ мени, стабильность которого равна ±0,01%.

Передача стартстопных посылок в . линию произво­ дится значительно проще, чем их прием. Необходимо только выдерживать длительность передаваемых посы­ лок, что делается с помощью шестиразрядного счетчика сканирования, расположенного в секции передачи ли­ нейного слова. Структура линейного слова приведена на -рис. 2.38.

12S

Каждая дуплексная линия имеет в оперативной па­ мяти на магнитных сердечниках свое 64-разрядное ли­ нейное слово. Запускаемое датчиком времени сканирую­ щее 'устройство опрашивает каждый дуплексный канал и результаты опроса заносит в линейное слово, которое на это время считывается в управляющий регистр. За-

Рис. 2.38. Структура линейного слова

канчивается цикл сканирований записью линейного сло­ ва в оперативную память. Оперативная память мульти­ плексора имеет разделенный цикл работы, что позво­ ляет выполнять процесс считывания линейного слова, его обработку и запись в течение 5,2 мкс ('более подробно о разделенном цикле будет сказано ниже).

Линейное слово делится на четы|ре секции: секции приема, управления, передачи и секцию автономной па­ мяти. В секцию приема входят: один разряд, куда за­ писывается результат сканирования при регистрации бита (буфер приема); шесть разрядов счетчика скани­ рования; буфер накопления знака и буфер хранения знака. Буфер накопления знака имеет семь разрядов — пять для записи информационных бит, один разряд для записи стартовой посылки (Ст) и один разряд, куда записывается контрольный итог (И).

Запись в буфер накопления знака стартовой посыл­ ки в виде состояния «1», которая продвигается затем слева направо, позволяет контролировать окончание приема кодовой комбинации. Появление состояния «1» «в разряде Ст является сигналом для записи полностью