рефераты бесплатно
Рефераты бесплатно, курсовые, дипломы, научные работы, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, сочинения,рефераты литература, рефераты биология, рефераты медицина, рефераты право, большая бибилиотека рефератов, реферат бесплатно, рефераты авиация, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент и многое другое.
ENG
РУС
 
рефераты бесплатно
ВХОДрефераты бесплатно             Регистрация

Сеть на основе нейрочипа  

Сеть на основе нейрочипа

Министерство общего и профессионального образования

Московский Энергетический Институт

филиал в городе Смоленске

Кафедра вычислительной техники

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по курсу

"Сети ЭВМ и средства коммуникации"

на тему

«Сеть на основе нейрочипа»

| |гр. ВМ1-97 |

| |студент: Вальков К.Г. |

| |преподаватель: Аверченков О.Е. |

г. Смоленск 2000г.

Аннотация

Автор: Вальков Константин Георгиевич, Группа ВМ1-97, Смоленский филиал

Московского Энергетического Института, кафедра Вычислительной техники.

Данная работа включает в себя : 20 страниц теоретического введения, 4

страницы описания разработки системы и 6 страницы анализа разработки. В

пункт приложения входят три модуля : документированный текст программы,

схема принципиальная - электрическая , техническое задание.

Название работы : «Обработка информации поступающей с аэродинамических

датчиков (датчики анализа скорости ветра) и передача поступающей информации

по сети в ЭВМ, сеть реализовать на основе нейрочипа».

Количество страниц: 47

рисунков: 7

приложений: 3

Содержание: Данная расчетно-пояснительная записка является результатом

проведенного анализа работы нейрочипа с последующей реализацией сети на его

основе и выводами результативности его применения в данном случае.

Результатом является схема и программная реализация работы сети на основе

нейрочипа для подсчета скорости ветра и в случае превышения некоторого

порога (скорость ветра 50м/с ) передача сигнала на центральную ЭВМ.

1. Введение

1.1. Причины и последствия объединения компьютеров в сеть

Для того, чтобы максимально эффективно использовать вычислительные

ресурсы компьютеров, их необходимо объединить в сеть. Задолго до того, как

появился микропроцессор, большие вычислительные системы объединяли с

помощью телеграфных линий связи. Однако бурное развитие компьютерных сетей

началось только с появлением LAN (Local Area Network), когда использование

компьютера небольшими фирмами стало экономически обоснованным. С появлением

возможности объединять LAN в WAN (Wide Area Network) специалисты начали

думать об осуществлении идеи полной автоматизации производства - CIM

(Computer Integrated Manufacturing). Однако несмотря на падение цен на

микропроцессоры и оперативную память, идея полностью автоматизированного

предприятия в то время так и не осуществилась.

LON (Local Operating Network) предназначена именно для автоматизации

производства.

До XVIII века создавали только механические станки и применяли

осязаемые виды энергии. Одной из важнейших предпосылок промышленной

революции явились открытия в области физики, например преобразование

энергии из одного вида в другой, которое позволило привести в действие

ткацкий станок с помощью пара и заставило двигаться автомобиль. Таким

образом, появилась возможность ограничить использование людей в качестве

рабочей силы и все больше заменять их труд машинами. Следствием этого стало

развитие крупных предприятий.

Наше время - время информационных технологий. Мы все больше и больше

учимся обрабатывать информацию с помощью машин, хранить, передавать и

распределять ее. Телефонная сеть, персональный компьютер, радио, Интернет -

примеры того, как изменился мир благодаря информационным технологиям.

Компьютер и компьютерные сети все чаще применяются для автоматизации

производственных процессов. Fieldbus-системы, которые представляет и LON,

могут стать существенной составной частью будущих сетей, базисом для

разработок, которые в ближайшем будущем приобретут большую значимость. Идея

СIМ стала особенно привлекательной сейчас, когда стало известно, каким

образом можно объединить датчики и исполнительные механизмы «в поле» (от

англ. «in the field», имеется в виду термин Fieldbus - полевая шина), не

прибегая к большим затратам. Еще несколько лет назад автомобили имели от 20

до 50 датчиков и исполнительных механизмов; через несколько лет, по нашим

оценкам, их число должно значительно возрасти -до 500 и более. То же самое

будет происходить в области автоматизации систем зданий, домашнего

хозяйства, промышленности и т. д.

Итак, объединение компьютерных систем управления в сеть может быть

экономически эффективно на основе Fieldbus-технологии.

До сих пор взгляд человека на организацию окружающего его мира носит

ярко выраженный центристский характер. Для многих фирм, партий и т.д.

характерна жесткая иерархическая структура. Этот подход привносится и в

область управления техникой. О том, что иерархическая структура не

оптимальна, известно давно. Это должно натолкнуть нас на мысль, что нужно

стремиться к децентрализации технологических процессов.

LON создается без использования традиционных PLC (Programmable Logic

Controller) -контроллеров с программируемой логикой. Основная идея LON

заключается в наиболее децентрализованном распределении интеллекта на

основе новых концепций.

1.2. Управление техническими процессами

1.2.1. Классический подход

Для управляющих систем традиционна централизованная структура . Исходя

из централизованноcти системы, управляющее вычислительное устройство

запрашивает данные датчиков или приборов и после обработки возвращает их

обратно. Датчики, как и исполнительные механизмы, не обладают интеллектом.

Более современная структура включает в себя концентраторы , которые

заменили длинные параллельные линии передачи данных. Преимущества такого

подхода известны: улучшенная электрическая совместимость, более простое

формирование соединений, низкая стоимость линий передачи данных, экономия

на клеммах и т. д. Однако возникают трудности, связанные с переходом от

одних принципов передачи данных к другим, так как во многих случаях

отсутствует совместимость ряда параметров. Результатом этого становится

усложнение управляющей станции. С появлением интегральных микроэлементов

широкое распространение получили контроллеры с программируемой памятью,

прошедшие стандартизацию в условиях эксплуатации. Причем с развитием

микропроцессорной техники цены на аппаратное обеспечение резко снизились.

Тем временем обозначилась новая тенденция - замена контроллеров с

программируемой памятью промышленными персональными компьютерами, которые

обладают рядом преимуществ. Во-первых, они позволяют применять более

доступное по цене аппаратное обеспечение; во-вторых, можно разработать

простое в применении и недорогое программное обеспечение, которое

поставляют различные фирмы, постоянно совершенствуя его. Значительно реже

возникает необходимость самостоятельной разработки и обслуживания.

Единственной проблемой может быть выбор подходящих программ реального

времени, предлагаемых рынком в достаточном количестве.

1.2.2. Децентрализованный подход

С некоторого времени получили широкое распространение шинные системы,

в частности Fieldbus-системы, которые по сравнению с концентраторами данных

экономически более выгодны. Fieldbus-системы представляют собой новую

технологию, которая предлагает новый образ мышления при системном

проектировании. Узлы Fieldbus-системы могут децентрализованно использовать

интеллект для управления, регулирования и контроля. В предельном случае это

может быть система с полным отсутствием центрального управления

(функции контроллеров с программируемой памятью, очевидно,

распределяются между различными узлами сети, такими как датчики,

исполнительные механизмы и устройства индикации). То, что данный подход

позволяет мыслить совершенно иначе, понятно на таком примере.

Представим себе стаю уток, летящих в форме треугольника . Если они

управляются централизованно, то «центральный компьютер» постоянно должен

рассчитывать траекторию полета для каждой утки. Если хотя бы одна из них

будет застрелена охотником, то компьютер с помощью соответствующего

алгоритма, должен будет снова заполнить образовавшееся пустое пространство,

изменив траекторию полета остальных уток. Естественно, для такой сложной

системы, как центральный компьютер. подобный алгоритм реализовать непросто.

Предположим теперь, что утки объединены в сеть посредством некой

Fieldbus-системы. Теперь требуется лишь задать каждой утке угол, под

которым она должна лететь по отношению к впереди летящей, и расстояние до

нее. Если какая-либо из уток будет застрелена, то система относительно

быстро восстановится сама и для заполнения пустого пространства не

потребуется каких-либо дополнительных затрат. Интеллект каждой утки в этом

случае может быть относительно невысоким.

Само собой разумеется, что и в центрально-ориентированную систему

могут быть встроены простые параллельные процессы, как это сделано в

Fieldbus-системах. Однако такое решение 'при разработке центрально-

ориентированной системы не напрашивается. Центрально-ориентированная

система «принуждает» разработчика думать централизованно, строя сложные

алгоритмы. К тому же в центрально-ориентированной системе всегда

используются дорогостоящие многозадачные пользовательские системы,

требующие больших затрат на разработку и обслуживание. Устройства Fieldbus-

систем, наоборот, применяют в больших количествах, поэтому себестоимость их

производства весьма мала.

3. Информационный обмен как основа распределенных систем

1. Иерархия системы

Объединение систем компьютеров в сеть приобретает настолько сложный

характер, что плоская архитектура сети теряет всякий смысл. Во всех

областях автоматизации предпочтение отдается сетям с вертикальной иерархией

систем, в которых на каждом уровне можно реализовать логически обособленный

набор функций. Рассмотрим пятиуровневую модель некоего автоматизированного

производства [рис.1-4]. Слева от нее находится сеть, с помощью которой

можно упорядочить уровни. Понятно, что количество уровней и их вид зависят

от набора параметров, определяющих конкретную систему. При автоматизации

систем зданий эта схема выглядит совсем не так, как в случае системы

управления технологическими процессами. Разумеется, от начальных условий

(набора функций для конкретного уровня) зависит, какая сеть и на каком

уровне будет использована, - практика заставляет думать более гибко.

[pic]

В основе терминологии, принятой в этой книге, лежит следующее правило:

исходя из общепринятого определения LAN (например, IEEE 802.3), все сети,

находящиеся иерархически ниже, должны называться FAN (Fieldbus Area

Networks). He должно проводиться разделения на «шины датчиков и

исполнительных механизмов», «мультиплексные шины» и т. д., так как основным

поводом для него служат маркетинговые интересы. Иерархически вышестоящими

по отношению к LAN следует считать WAN, связывающие LAN между собой, а в

определенных случаях и FAN (например, при прямом соединении LonWorks сетей

ISDN). Для полноты картины назовем GAN - так называемые глобальные

спутниковые сети, находящиеся иерархически выше WAN.

2. Семиуровневая модель ISO/OSI

Для описания сетевого взаимодействия Международная организация по

стандартизации ISO (International Organisation for Standardisation)

разработала модель сетевого объединения компьютеров (в то время речь шла

прежде всего об объединении с помощью WAN и LAN), которая была названа OSI

(Open System Interconnection, в русской терминологии - модель

взаимодействия открытых систем). Встречается и полное название - модель

ISO/OSI. Принцип, который лег в ее основу, был относительно прост. Все

необходимые коммуникационные функции были собраны и упорядочены в рамках

семиуровневой иерархической модели. При меньшем количестве уровней

разбиение на модули не дает преимуществ. Большее количество уровней

нежелательно, так как существующий между ними интерфейс приводит к так

называемым вертикальным издержкам - непроизводительным затратам системных

ресурсов. Исходя из этих соображений и было выбрано магическое число семь.

Когда разрабатывали стандарт ISO/OSI, меньше всего думали о функциях

реального времени и не предвидели появления Fieldbus-систем. Несмотря на

это, позже модель ISO сочли подходящей для спецификации и описания.

Поскольку она положена в основу большинства существующих систем,

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5


© 2010.