9Компьютеризация — это развитие и внедрение компьютеров в общество. Человек всегда стремился к прогрессу: взял в руки палку, изобрел колесо, множество механизмов и инструментов. Они расширили его физические возможности и увеличили свободу в пространстве и времени. А теперь, когда мы научились умножать силу рук, увеличивать скорость ног, зоркость глаз и тонкость слуха, чего нам стало недоставать? Правильно! Нам понадобился инструмент для усиления интеллекта. Вот так и появился компьютер.
Что касается компьютеризации, то процесс все более широкого применения ЭВМ в самых разных отраслях позволяет повысить производительность труда, улучшить качество продукции, повысить эффективность научных исследований, усовершенствовать системы управления и обслуживания.
По мере того, как совершенствуются компьютеры, расширяется и сфера их применения.
Компьютеризация и информатизация в современной инфраструктуре всей планеты вышли на одно из ведущих мест. Спрос на информационные технологии, современные компьютеры и офисное оборудование год от года оказывают все более существенное влияние на динамику и структуру мировой экономики.
Необходимо признать, что настоящей революцией в этой сфере стало появление и интенсивное развитие системы Интернет. В наше время он стал одной из ведущих отраслей мировой экономики. В нем заняты миллионы человек. Применение более мощных и быстродействующих компьютеров позволяет постоянно увеличивать число пользователей системой Интернет.
Натиск компьютеризации и информатизации вовсе не означает полного исчезновения потребности в услугах привычной проводной связи. Мобильная связь и Интернет только дополняют их. И потому, например, традиционная голосовая связь по-прежнему востребована.
Поскольку появились персональные компьютеры, то появился и новый вид процесса обучения. Появление компьютера в педагогической системе изменило и еще будет изменять ее функции. Он позволит достичь нового педагогического эффекта.
Компьютерные технологии обучения – это процессы подготовки и передачи информации обучаемому, средством осуществления которых является компьютер. С его можно получить самую разнообразную информацию, в том числе видео и аудио. Появилось и такое понятие, как дистанционное обучение. И все потому, что компьютер предоставляет богатые возможности для обучения и самообразования.
Успехи космонавтики, физики, биологии, медицины, геологии, как и прочих наук, невозможно представить без компьютеров. Компьютеризация – это системы противоракетной обороны, космические системы, как и решение задач метеопрогноза. Это системы массового обслуживания и информационно-справочные системы. Скажем, системы резервирования и продажи железнодорожных и авиабилетов. Это банковские и биржевые компьютерные системы, как и библиографические компьютерные системы.
Цифровая аудио- и видеозапись, как и компьютерная верстка и подготовка к изданию газет, журналов, книг, а также аранжировка музыкальных произведений, цветомузыка – все это следствие компьютеризации нашей жизни. Компьютеры нашли широкое применение и в управлении технологическими процессами и производством в целом. Без них невозможно создать станки с числовым программным управлением и промышленные роботы.
Обычно промышленный контроллер состоит из: центрального процессора, сетевых интерфейсов, модулей памяти и различных устройств ввода-вывода.
В состав процессорного модуля ПЛК входят следующие комплектующие: микропроцессор или ЦПУ (центральное процессорное устройство), часы реального времени, запоминающие устройства и watchdog.
К основным характеристикам микропроцессора относятся: тактовая частота, разрядность, поддержка портов для различных устройств ввода-вывода, архитектура, параметры работо при определенных температурных диапазонах, выполнение операций с плавающей точкой, уровень потребляемой мощности.
Показатели производительности микропроцессоров с одинаковой архитектурой пропорциональны тактовой частоте. В большинстве контроллеров применяются микропроцессоры реализованные на RISC (Reduced Instruction Set Computing) архитектуре, которые имеют сокращенное количество команд. В этом случае микропроцессор использует определенное число команд, обладающих одинаковой длиной, и множество регистров. Благодаря сокращенному набору команд можно создавать компиляторы с большими показателями эффективности, а так же конвейер процессора, который за один такт может выдать результат выполнения действий одной из команд.
Промышленным контроллерам, имеющим дело с интенсивной математической обработкой данных, необходим математический сопроцессор (вс процессор, выполняющий операции с плавающей точкой) или же использование сигнальных процессоров, выполняющих математические операции на протяжении одного такта. Благодаря сигнальным процессорам достигается серьезное ускорение выполнения операций свертки или быстрого преобразования Фурье.
Емкость памяти характеризуется количеством переменных, которые можно обработать за время функционирования ПЛК. Время доступа к памяти микропроцессора – один из наиболее существенных показателей ограничить быстродействие. Из-за этого происходит деление памяти на уровни иерархии, с учетом частоты и скорости использования, имеющихся в ней данных Иерархия памяти – это еще один существенный показатель архитектуры процессора, позволяющий снизить уровень возможного отрицательного воздействия медленной памяти на скорость работы микропроцессора.
Основные типы памяти промышленных контроллеров (ПЛК):
ПЗУ – постоянное запоминающее устройство; ОЗУ – оперативное запоминающее устройство; Набор регистров. Набор регистров - самые быстродействующие элементы памяти, так как их использует АЛУ (арифметико-логическое устройство) для выполнения команд процессора. ПЗУ применяется как место хранения информации, которая редко подвергается изменению – операционная система, загрузчик, драйверы устройств, либо исполняемый модуль какой-либо программы. ОЗУ хранит в себе непосредственно данные подвергающиеся многократному изменению в период работы контроллера. К примеру, информация о проведении диагностики, отображаемые на дисплее переменные, значения тегов, промежуточные вычисления, выводимые на графики данные. В роли ПЗУ (ROM - Read Only Memory), как правило, выступает перепрограммируемая электрически стираемая память (EEPROM - Electrically Erasable Programmable ROM). Кстати, флеш-память по сути - разновидность EEPROM. Принцип действия её заключается в хранении определенного заряда в конденсаторе, который образован подложкой МОП-транзистора и плавающим затвором. Главная особенность флеш памяти – её абсолютная энергонезависимость, т.е. возможность сохранения данных при отсутствии питания. Обновление данных во флеш-памяти происходит не отдельно взятыми ячейками, а за счет применения больших блоков. Все ПЗУ обладают большим недостатком - низким уровенем быстродействия.
Количество циклов ввода информации во флеш-память ограничено всего несколькими десятками тысяч раз. Современными микропроцессорами в качестве ОЗУ применяется статическая память (SRAM - Static Random Access Memory), динамическая память (DRAM- Dynamic Random Access Memory), и синхронная динамическая память (SDRAM - Synchronous DRAM). Выполнение SRAM происходит на триггерах, которые хранить информацию неограниченно долгое время при условии наличия питания. Динамическая память промышленного контроллера сохраняет принадлежащие ей данные на конденсаторах, из-за чего требуется периодическая перезарядка конденсаторов. Основным недостатком триггерной памяти является высокий уровень стоимости и отношения цены к емкости. Это связано с тем, что на одном кристалле помещается относительно небольшое число триггеров. К достоинствам можно отнести высокий уровень быстродействия, исчисляемый гигагерцами, в то время как конденсаторная память не может преодолеть планку в несколько сотен герц. Все виды оперативной памяти отличаются тем, что при отсутствии питания все имеющаяся в них информация не сохраняется. Именно поэтому в некоторых типах ПЛК используется батарейное питание, позволяющее сохранить работо системы при условии кратковременного прерывания питания системы.
Что касается компьютеризации, то процесс все более широкого применения ЭВМ в самых разных отраслях позволяет повысить производительность труда, улучшить качество продукции, повысить эффективность научных исследований, усовершенствовать системы управления и обслуживания.
По мере того, как совершенствуются компьютеры, расширяется и сфера их применения.
Компьютеризация и информатизация в современной инфраструктуре всей планеты вышли на одно из ведущих мест. Спрос на информационные технологии, современные компьютеры и офисное оборудование год от года оказывают все более существенное влияние на динамику и структуру мировой экономики.
Необходимо признать, что настоящей революцией в этой сфере стало появление и интенсивное развитие системы Интернет. В наше время он стал одной из ведущих отраслей мировой экономики. В нем заняты миллионы человек. Применение более мощных и быстродействующих компьютеров позволяет постоянно увеличивать число пользователей системой Интернет.
Натиск компьютеризации и информатизации вовсе не означает полного исчезновения потребности в услугах привычной проводной связи. Мобильная связь и Интернет только дополняют их. И потому, например, традиционная голосовая связь по-прежнему востребована.
Поскольку появились персональные компьютеры, то появился и новый вид процесса обучения. Появление компьютера в педагогической системе изменило и еще будет изменять ее функции. Он позволит достичь нового педагогического эффекта.
Компьютерные технологии обучения – это процессы подготовки и передачи информации обучаемому, средством осуществления которых является компьютер. С его можно получить самую разнообразную информацию, в том числе видео и аудио. Появилось и такое понятие, как дистанционное обучение. И все потому, что компьютер предоставляет богатые возможности для обучения и самообразования.
Успехи космонавтики, физики, биологии, медицины, геологии, как и прочих наук, невозможно представить без компьютеров. Компьютеризация – это системы противоракетной обороны, космические системы, как и решение задач метеопрогноза. Это системы массового обслуживания и информационно-справочные системы. Скажем, системы резервирования и продажи железнодорожных и авиабилетов. Это банковские и биржевые компьютерные системы, как и библиографические компьютерные системы.
Цифровая аудио- и видеозапись, как и компьютерная верстка и подготовка к изданию газет, журналов, книг, а также аранжировка музыкальных произведений, цветомузыка – все это следствие компьютеризации нашей жизни. Компьютеры нашли широкое применение и в управлении технологическими процессами и производством в целом. Без них невозможно создать станки с числовым программным управлением и промышленные роботы.