Беспроводные технологии в промышленности

Для использования в промышленности технологии Wi-Fi предлагаются пока ограниченным числом поставщиков. Так Siemens Automation & Drives предлагает Wi-Fi решения для своих контроллеров SIMATIC в соответствии со стандартом IEEE 802.11g в свободном ISM-диапазоне 2,4-ГГц и обеспечивающем максимальную скорость передачи 11 Мбит/с. Данные технологии применяются в основном для управления движущимися объектами и в складской логистике, а также в тех случаях, когда по какой-либо причине невозможно прокладывать проводные сети Ethernet.

2. Определение терминов:

— Компьютер

Компью́тер (англ. computer — «вычислитель») — машина для проведения вычислений. При помощи вычислений компьютер способен обрабатывать информацию по заранее определённому алгоритму. Кроме того, большинство компьютеров способны сохранять информацию и осуществлять поиск информации, выводить информацию на различные виды устройств выдачи информации. Своё название компьютеры получили по своей основной функции — проведению вычислений. Однако в настоящее время полагают, что основные функции компьютеров — обработка информации и управление.

Основные принципы: Выполнение поставленных перед ним задач компьютер может обеспечивать при помощи перемещения каких-либо механических частей, движения потоков электронов, фотонов, квантовых частиц или за счёт использования эффектов от любых других хорошо изученных физических явлений.

Слово компьютер является производным от английских слов to compute, computer, которые переводятся как «вычислять», «вычислитель» (английское слово, в свою очередь, происходит от латинского computo — «вычисляю»). Первоначально в английском языке это слово означало человека, производящего арифметические вычисления с привлечением или без привлечения механических устройств. В дальнейшем его значение было перенесено на сами машины, однако современные компьютеры выполняют множество задач, не связанных напрямую с математикой.

Впервые трактовка слова компьютер появилась в 1897 году в Оксфордском английском словаре. Его составители тогда понимали компьютер как механическое вычислительное устройство. В 1946 году словарь пополнился дополнениями, позволяющими разделить понятия цифрового, аналогового и электронного компьютеров.

— дискретная техника

цифровая ( все значения и параметры принимают фиксированные значения т е дискретные)

Цифровая электроника отличается дискретными значениями напряжения. Дискретными - значит строго фиксированными. К примеру, в аналоговой электронике количество шагов между 0-м и 5-ю вольтами не ограничено: 0,000000 - 0,000001 - 0,000002 - 0,000003 и т.д. до 4,999999, причём шаг здесь - 0,000001, а можно взять ещё меньше. Лучше сказать даже что шаг - бесконечно малая величина и кол-во промежуточных величин не ограничено.

А в цифровой электронике - 0 - 1 - 2 - 3 - 4, кол-во промежуточных величин строго ограничено и общее кол-во величин равно пяти. Вообще говоря, эта цифра 5 - основание системы счисления, на основе которой работало бы наше устройство, или, другими словами, оно производило бы операции относительно данных величин. На интересующей нас практике основание системы счисления равно 2-м. Таким образом возможны два варианта - 0 и 1. Здесь 0 и 1 - логические названия напряжений, соответсвующие примерно таким образом: лог. 0 - напряжение до 1,5В; 1 - напряжение выше 3В. Данные пороговые напряжения завиясят от типа микросхем, но применяемые в любительской практике имеют примерно такие же пороговые напряжения. Заметим, что напряжения измеряются относительно некоего общего провода, т.е. если вольтметр, включённый одним щупом к общ. проводу а другим к исследуемому показывает от 0 до 1,5в, то на проводе - лог. 0, а если от 3,5в, то лог.

— носитель информации

Носитель информации (тж. Информационный носитель) — строго определённая часть конкретной информационной системы, служащая для промежуточного хранения или передачи информации. Носитель информации — является всё что может воспринимать, хранить и передавать информацию (человек, животное, жёсткий диск, растение, и т. д.)

Виды носителей информации:

Магнитные диски

Жёсткие диски (HDD)

Дискеты или гибкие диски (FDD)

Магнитные барабаны

Магнитофонные ленты

Оптические диски

CD

DVD

HD-DVD

Blu-Ray

Магнитооптические диски

CD-MO

Flash память

Проект «Розетта»

— бит и байт

Бит (от англ. binary digit; также игра слов: англ. bit — немного)

Бит — это двоичный логарифм вероятности равновероятных событий или сумма произведений вероятности на двоичный логарифм вероятности при разновероятных событиях.

Один разряд двоичного кода (двоичная цифра). Может принимать только два взаимоисключающих значения: да/нет, 1/0, включено/выключено, и т. п.

Базовая единица измерения количества информации, равная количеству информации, содержащемуся в опыте, имеющем два равновероятных исхода. Это тождественно количеству информации в ответе на вопрос, допускающий ответы «да» либо «нет» и никакого другого (то есть такое количество информации, которое позволяет однозначно ответить на поставленный вопрос). В одном двоичном разряде содержится один бит информации.

В вычислительной технике и сетях передачи данных обычно значения 0 и 1 передаются различными уровнями напряжения либо тока.

В вычислительной технике, особенно в документации и стандартах, слово «бит» часто применяется в значении «двоичный разряд». Например: старший бит — старший двоичный разряд байта или слова о котором идёт речь.

В настоящее время бит — это наименьшая возможная единица измерения информации в вычислительной технике. Аналогом бита в квантовых компьютерах является q-бит.

Байт (англ. byte) — единица измерения количества информации, по умолчанию байт считается равным восьми битам (в этом случае может принимать 256 (28) различных значений).

Байт в современных x86 совместимых компьютерах — это минимально адресуемая последовательность фиксированного числа битов. Для того, чтобы подчеркнуть, что имеется в виду восьмибитный байт, в описании сетевых протоколов используется термин «октет» (лат. octet).

Иногда байтом называют последовательность битов, которые составляют подполе слова (хотя правильней это называть машинным словом, а не байтом). На некоторых компьютерах возможна адресация слов разной длины. Это предусмотрено инструкциями извлечения полей ассемблеров LDB и DPB на PDP-10 и в языке Common Lisp.

Во многих современных цифровых сигнальных процессорах используется машинное слово длиной 16 бит и больше.

Название Байт было впервые использовано в 1956 году В. Бухгольцем при проектировании первого суперкомпьютера IBM 7030 для пучка одновременно передаваемых в устройствах ввода-вывода битов (шести штук), позже в рамках того же проекта расширили байт до восьми (23) бит.

Кратные приставки для образования производных единиц для байта применяются не как обычно: во-первых, уменьшительные приставки не используются совсем, а единицы измерения информации меньшие чем байт называются специальными словами (ниббл и бит); во-вторых, увеличительные приставки означают за каждую тысячу 1024=210 (килобайт равен 1024 байтам, мегабайт равен 1024 килобайтам, или 1 048 576 байтам; и т. д. с гига-, тера- и петабайтами (больше пока не употребляются)). Разница возрастает с ростом веса приставки. Более правильно использовать двоичные приставки, но на практике они пока не применяются, возможно, из-за неблагозвучности — кибибайт, мебибайт, йобибайт и т. п.

— процессор и микропроцессор

Центральный процессор (ЦП; CPU — англ. céntral prócessing únit, дословно — центральное вычислительное устройство) — процессор машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера, отвечающая за выполнение арифметических операций, заданных программами операционной системы и координирующий работу всех устройств компьютера. . Современные ЦПУ, выполняемые в виде отдельных микросхем (чипов), реализующих все особенности, присущие данного рода устройствам, называют микропроцессорами. С середины 1980-х последние практически вытеснили прочие виды ЦПУ, вследствие чего термин стал всё чаще и чаще восприниматься как обыкновенный синоним слова «микропроцессор». Тем не менее, это не так: центральные процессорные устройства некоторых суперкомпьютеров даже сегодня представляют собой сложные комплексы больших (БИС) и сверхбольших (СБИС) интегральных схем.

Изначально термин Центральное процессорное устройство описывал специализированный класс логических машин, предназначенных для выполнения сложных компьютерных программ. Вследствие довольно точного соответствия этого назначения функциям существовавших в то время компьютерных процессоров, он естественным образом был перенесён на сами компьютеры. Начало применения термина и его аббревиатуры по отношению к компьютерным системам было положено в 60-х годах XX века. Устройство, архитектура и реализация процессоров с тех пор неоднократно менялись, однако их основные исполняемые функции остались теми же, что и прежде.

В современных компьютерах процессоры выполнены в виде компактного модуля (размерами около 5×5×0,3 см) вставляющегося в zif-сокет. Большая часть современных процессоров реализована в виде одного полупроводникового кристалла, содержащего миллионы, а с недавнего времени даже миллиарды транзисторов. В первых компьютерах процессоры были громоздкими агрегатами, занимавшими подчас целые шкафы и даже комнаты, и были выполнены на большом количестве отдельных компонентов.

В начале 70-х годов ХХ века благодаря прорыву в технологии создания БИС и СБИС (больших и сверхбольших интегральных схем), микросхем, стало возможным разместить все необходимые компоненты ЦП в одном полупроводниковом устройстве. Появились так называемые микропроцессоры. Сейчас слова микропроцессор и процессор практически стали синонимами, но тогда это было не так, потому что обычные (большие) и микропроцессорные ЭВМ мирно сосуществовали ещё по крайней мере 10-15 лет, и только в начале 80-х годов микропроцессоры вытеснили своих старших собратьев. Надо сказать что переход к микропроцессорам позволил потом создать персональные компьютеры, которые теперь проникли почти в каждый дом. Первый микропроцессор Intel 4004 был представлен 15 ноября 1971 года корпорацией Intel. Он содержал 2300 транзисторов, работал на тактовой частоте 108 кГц и стоил 300$.

— система команд

Система команд — соглашение о предоставляемых архитектурой средствах программирования, а именно: определённых типах данных, инструкций, системы регистров, методов адресации, моделей памяти, способов обработки прерываний и исключений, методов ввода и вывода.

Система команд представляется спецификацией соответствия (микро)команд наборам кодов (микро)операций, выполняемых при вызове команды, определяемых (микро)архитектурой системы. (При этом, на системах с различной (микро)архитектурой может быть реализована одна и та же система команд. Например, Intel Pentium и AMD Athlon имеют почти идентичные версии системы команд x86, но имеют радикально различный внутренний дизайн.)

▪Базовыми командами являются, как правило, следующие:

▪арифметические, например «сложения» и «вычитания»;

▪битовые, например «логическое и», «логическое или» и «логическое не»;

▪присваивание данных, например «переместить», «загрузить», «выгрузить»;

▪ввода-вывода, для обмена данными с внешними устройствами;

▪управляющие инструкции, например «переход», «условный переход», «вызов подпрограммы», «возврат из подпрограммы».

Оптимальными в различных ситуациях являются разные способы построения системы команд.

Если объединить наиболее часто используемую последовательность микроопераций под одной микрокомандой, то надо будет обеспечивать меньше микрокоманд. Такое построение системы команд носит название CISC (Complex Instruction Set Computing), в распоряжении имеется небольшое число составных команд.

С другой стороны, это объединение уменьшает гибкость системы команд. Вариант с наибольшей гибкостью - наличие множества близких к элементарным операциям команд. Это RISC (Reduced Instruction Set Computing), в распоряжении имеются усечённые, простые команды.

Еще большую гибкость системы команд можно получить используя MISC подход, построенный на уменьшении количества команд до минимального и упрощении вычислительного устройства обработки этих команд.

— язык программирования

Язык программирования — формальная знаковая система, предназначенная для записи программ. Программа обычно представляет собой некоторый алгоритм в форме, понятной для исполнителя (например, компьютера). Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, используемых при составлении компьютерной программы. Он позволяет программисту точно определить то, на какие события будет реагировать компьютер, как будут храниться и передаваться данные, а также какие именно действия следует выполнять над этими данными при различных обстоятельствах.

Со времени создания первых программируемых машин человечество придумало уже более восьми с половиной тысяч языков программирования (См. Список языков программирования(англ.)). Каждый год их число пополняется новыми. Некоторыми языками умеет пользоваться только небольшое число их собственных разработчиков, другие становятся известны миллионам людей. Профессиональные программисты иногда применяют в своей работе более десятка разнообразных языков программирования.

Создатели языков по-разному толкуют понятие язык программирования. К наиболее распространенным утверждениям, признаваемым большинством разработчиков, относятся следующие:

Функция: язык программирования предназначен для написания компьютерных программ, которые применяются для передачи компьютеру инструкций по выполнению того или иного вычислительного процесса и организации управления отдельными устройствами.

Задача: язык программирования отличается от естественных языков тем, что предназначен для передачи команд и данных от человека компьютеру, в то время, как естественные языки используются для общения людей между собой. В принципе, можно обобщить определение «языков программирования» — это способ передачи команд, приказов, четкого руководства к действию; тогда как человеческие языки служат также для обмена информацией.

Исполнение: язык программирования может использовать специальные конструкции для определения и манипулирования структурами данных и управления процессом вычислений.

— программа

Компьютерная программа — последовательность формализованных инструкций, предназначенная для исполнения устройством управления вычислительной машины. Чаще всего образ программы оформляется в виде отдельного файла (исполняемого модуля) или группы файлов. Из упомянутого образа, находящегося, как правило, на диске, исполняемая программа в оперативной памяти может быть построена программным загрузчиком. Инструкции программы записываются при помощи машинного кода или специальных языков программирования. В зависимости от контекста рассматриваемый термин может относится к исходным текстам при помощи которых записывается программа или к исполняемому машинному коду программы.

В системном программировании существует более формальное определение программы как размещенных в оперативной памяти компьютера ресурсов и машинных кодов, исполняемых процессором для достижения некоторой цели. Здесь подчеркиваются две особенности: обязательное присутствие программы в памяти и наличие процеccа её исполнения процессором.

Процесс составления компьютерных программ носит название — программирование, а людей, занимающихся этим видом деятельности называют программистами.

— системы исчисления

Совокупность приемов наименования и обозначение чисел называется системой исчисления. В качестве условных знаков для записи чисел используются цифры.

Система исчисления, в которой значение каждой цифры в произвольном месте последовательности цифр, обозначающей запись числа, не изменяется, называется непозиционной.

Система исчисления, в которой значение каждой цифры зависит от места в последовательности цифр в записи числа, называется позиционной.

Чтобы определить число, недостаточно знать тип и алфавит системы исчисления. Для этого необходимо еще использовать правила, которые позволяют по значениям цифр установить значение числа. Простейшим способом записи натурального числа является изображение его с помощью соответствующего количества палочек или черточек. Таким способом можно обозначить небольшие чисел. Следующим шагом было изобретение специальных символов (цифр). В непозиционной системе каждый знак в записи независимо от места означает одно и то же число. Хорошо известным примером непозиционной системы исчисления является римская система, в которой роль цифр играют буквы алфавита: І - один, V - пять, Х - десять, С - сто, L - пятьдесят, D -пятьсот, М - тысяча. Например, 324 = СССХХІ. В непозиционной системе исчисления арифметические операции выполнять неудобно и сложно.

Более распространенной для представления чисел в памяти компьютера является двоичная система исчисления. Для изображения чисел в этой системе необходимо две цифры: 0 и 1, то есть достаточно двух стойких состояний физических элементов. Эта система близка к оптимальной по экономичности, и кроме того, таблицы сложения и умножения в этой системе элементарные:

Поскольку 23=8, а 24=16 , то каждых три двоичных разряда числа образовывают один восьмиричный, а каждых четыре двоичных разряда - один шестнадцатиричный. Поэтому для сокращения записи адресов и содержимого оперативной памяти компьютера используют шестнадцатиричную и восьмиричную системы исчисления.

— программирование

Программирование — процесс и искусство создания компьютерных программ и/или программного обеспечения с помощью языков программирования. Программирование сочетает в себе элементы искусства, фундаментальных наук (прежде всего математики) и инженерии.

В узком смысле слова, программирование рассматривается как кодирование — реализация одного или нескольких взаимосвязанных алгоритмов на некотором языке программирования. Под программированием также может пониматься разработка логической схемы для ПЛИС, а также процесс записи информации в ПЗУ. В более широком смысле программирование — процесс создания программ, то есть разработка программного обеспечения.

Программирование включает в себя:

●Анализ

●Проектирование - разработка алгоритма

●Кодирование и Компиляцию - написание исходного текста программы и преобразование его в исполнимый код с помощью компилятора

●Тестирование и отладку - выявление и устранение ошибок

●Сопровождение

— открытая архитектура

Открытая архитектура — архитектура компьютера или периферийного устройства, на которую опубликованы спецификации, что позволяет другим производителям разрабатывать дополнительные устройства к системам с такой архитектурой.

SPARC (Scalable Processor ARChitecture — масштабируемая процессорная архитектура) — архитектура RISC-микропроцессоров первоначально разработанная в 1985 году компанией Sun Microsystems.

Архитектура SPARC является открытой, это значит, что:

Архитектура системы команд SPARC опубликована как стандарт IEEE 1754-1994;

Спецификации SPARC доступны для лицензирования любой компанией или частным лицом, и дают возможность разрабатывать свои собственные решения;

Развитием архитектуры SPARC занимается независимая, некоммерческая организация SPARC International, Inc., основанная в 1989 году. Членство в SPARC International открыто для всех желающих.

Для производства процессоров с архитектурой SPARC достаточно закупить у SPARC International, Inc. лицензию на архитектуру системы команд ($99) и разработать свою реализацию архитектуры, либо закупить готовую реализацию (что несколько дороже).

— интерфейс

Слово интерфейс (от англ. interface — поверхность раздела, перегородка, шутл. междумордие) в общем случае определяет место или способ соединения/соприкосновения/связи. Этот термин используется в разных областях науки и техники.

Несомненно, популярным слово стало в эпоху компьютеризации, но значение его относится к любому сопряжению взаимодействующих систем.

Интерфейсы являются основой взаимодействия всех современных информационных систем. Если интерфейс какого-либо объекта (персонального компьютера, программы, функции) не изменяется (стабилен, стандартизирован), это даёт возможность модифицировать сам объект, не перестраивая принципы его взаимодействия с другими объектами.

Например, научившись работать с одной программой под Windows, пользователь с легкостью освоит и другие - потому, что они имеют одинаковый интерфейс.

В вычислительной системе взаимодействие может осуществляться на пользовательском, программном и аппаратном уровнях.

— интерактивность

Интерактивность — понятие, используемое в области информатики, коммуникации, и промышленного дизайна. Описывает характер взаимодействия между объектами.

В настоящее время среди специалистов перечисленных областей отсутствует устоявшееся определение значения этого термина.

С точки зрения степени интерактивности взаимодействия можно рассматривать следующие случаи (уровни):

Линейное взаимодействие, когда посылаемое сообщение не связано с предыдущими сообщениями;

Реактивное взаимодействие, когда сообщение связано только с одним немедленно предыдущим сообщением;

Интерактивное (Диалоговое) взаимодействие, когда сообщение связано с множеством предыдущих сообщений и с отношениями между ними.

Иногда интерактивность в данной серии коммуникационного взаимодействия определяется как выражение степени, в которой третье по порядку (или позднее) сообщение, связано с уровнем взаимодействия предыдущего информационного обмена (сообщений) с еще более ранними обменами (сообщениями).

Интерактивность аналогична степени отклика, и исследуется как процесс коммуникации, в котором каждое сообщение связано с предыдущими сообщениями, и с отношением этих сообщений к сообщениям, предшествующим им.

Интерактивность в информационных системах – это способность информационно-коммуникационной системы, без участия человека, активно и разнообразно реагировать на действия пользователя. В данном смысле, возможность позвонить или отправить SMS на программу во время эфира не есть интерактивность. Также, интерактивностью не является способность людей общаться в форумах и создавать сообщества.

— контроллер

Контроллер (калька с англ. controller — регулятор, управляющее устройство) — устройство управления; в русском языке используется в отраслях техники с превалированием англоязычных заимствований, особенно в электронике, вычислительной технике, например:

Аналоговый стик

Джойстик

Игровой контроллер

Клоны ZX Spectrum

Контроллер домена

Контроллер прерываний

Магнитный барабан

ПК

Сенсорный экран

Nintendo 64

Pegasos

PlayStation 3

Ruby on Rails

1.

[1] www.radioland.net

[2] В специальной литературе используют аббревиатуру RAM - random access memory (память с произвольным доступом).

[3] В специальной литературе используют аббревиатуру HDD - hard disk driver (устройство управления жестким диском).

[4] В специальной литературе используют аббревиатуру FDD - floppy disk driver (устройство управления гибким диском).

[5] Компакт-диски, а также устройства для работы с ними часто называют CD ROM.

[6] Примечание: тип корпуса определяет особенности внешнего вида микропроцессора, но не является однозначным стандартом размеров, количества выводов и др. характеристик. Например, микропроцессоры Intel 80286 и Intel 80386 выпускались в корпусах PGA, но при этом имели разные геометрические размеры и различное количество выводов.

[7] http://www.usb.org/developers/usbfaq/#cab1

[8] Король викингов Харальд Синезубый (Bluetooth) объединил под своим началом Норвегию и Данию; он был широко известен своей удивительной способностью примирять и сближать людей и, наверное, вряд ли мог предположить, что тысячу лет спустя его именем назовут мощную технологию!