Тема 3.1. Понятие интерфейса

Лекция 5

Тема 2.3. Специфические особенности систем автоматизации на базе Web-технологий

2.3.1. Ключевые компоненты для построения систем. Программное обеспечение Web-автоматизации. Advantech Studio (для самостоятельного изучения)

Раздел 3. Стандартный интерфейс в системах

Выполнение достаточно противоречивых требований к системам автоматизации измерений возможно только при использовании современных средств вычислительной техники и магистрально-модульного принципа построения систем.

Магистрально-модульный принцип построения систем обеспечивает следующие их достоинства.

1. Реализация модульного принципа построения как аппаратных, так и программных средств системы позволяет широко применять унификацию и экономить средства на производство и эксплуатацию системы.

2. Системы имеют гибкую программно-управляемую структуру, позволяющую создавать виртуальные модули и со значительной степенью свободы изменять алгоритмы переработки информации.

3. Решение разнородных задач возможно при использовании оборудования с минимальной избыточностью.

4. Сопряжение экспериментальных установок и объектов исследования с ЭВМ достигается достаточно простыми и универсальными средствами, а включение ее в сеть ЭВМ позволяет использовать вычислительные ресурсы всей сети.

5. Достаточно легко обеспечивается развитие системы разработкой новых аппаратных и программных модулей, что гарантирует "живучесть" системы при изменяющихся целях и условиях эксперимента.

Великое разнообразие информационно-измерительных, информационно-вычислительных, измерительно-вычислительных и других систем достигается сегодня благодаря использованию магистрально-модульного принципа на основе компоновки различных устройств посредством интерфейса.

В течение последних 10-15 лет образовалась новая специализация в компьютерных технологиях - компоновка, составление систем.

В связи с этим с 1993 года в США выходит даже специализированный журнал System Integration.

Инженер, создающий систему, изучает генеральную задачу и характеристики отдельных доступных устройств, чтобы выбрать подходящие интерфейсы и режимы их работы для оптимального решения задачи.

При этом главной областью персональных знаний инженера-интегратора являются интерфейсы.

Интерфейсы прошли длительный путь развития - от примитивных нестандартизованных соединений элементарных схем в первом цифровом компьютере ЭНИАК в 1944 году до комплекса стандартов на базе современного Scalable Coherent Interface (SCI), охватывающего все области информационно-вычислительных технологий наших дней.

Успехи электроники побуждали инженеров совершенствовать интерфейсы: увеличивать их быстродействие, расширять разрядность магистралей и усложнять логический протокол.

В свою очередь, новый интерфейс воплощался не только в новых СБИС, но и влиял на структуру микропроцессоров и памятей.

В последние годы такое взаимовлияние особенно проявилось в разработках комплекса SCI.

Стандарты на интерфейсы, однажды широко распространившись, живут долго.

Интерфейсы MIL -1553B и HP-IB, зародившись в 60-х годах, применяются в усовершенствованном виде и в 2000 году.

Интерфейсы модульных систем еще более живучи - примером является система VME, корни которой прослеживаются в середине 70-х годов, однако и в настоящее время объем производства модулей не спадает.

Слово interface в английском языке обозначает слой или заполненный промежуток, который разделяет (или соединяет) две разные среды, поверхности, грани.

В вычислительной технике интерфейс - это промежуточная логическая или физическая структура, соединяющая устройства с разными логическими протоколами или конструкциями и служащая для передачи информации между устройствами, нередко разнородными.

Еще одно определение интерфейса: "Совокупность средств, обеспечивающих взаимодействие компонентов системы или сети".

Фундаментальным в иерархии понятий по интерфейсу является понятие сопряжения.

Сопряжение (не путать с устройствами сопряжения) не является частью аппаратных средств, а представляет собой сечение (границу) между элементами систем, на котором строго определены сигналы и процедуры обмена.

Сущность сопряжения состоит в точном определении того, какие сигналы могут пересекать это сечение и каков их смысл.

Сопряжение должно обеспечивать независимый от устройства метод передачи данных от одного устройства к другому; оно относится исключительно к передаче сигналов через сечение между устройствами.

Важно, чтобы сопряжение хорошо обеспечивало прозрачность, т.е. позволяло передавать любую последовательность команд и сообщений.

Правильно определенное содержание сопряжения является необходимым условием успешной разработки интерфейса.

Однако часто трудно (а иногда и невозможно) сразу определить его точное и детальное содержание и, как правило, по мере накопления опыта разработки и использования интерфейса содержание сопряжения претерпевает эволюцию.

Дата добавления: 2014-01-05