計算機控制中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)

摘 要：隨著計算機技術(shù)的發(fā)展計算機自動控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在了各個領(lǐng)域中。計算機控制中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)就是計算機自動控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。論文首先介紹了計算機控制和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)發(fā)展的四個階段接著介紹了當前網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)采用的兩種主要控制技術(shù)。并指明了各自的優(yōu)勢和不足文末指明了這種技術(shù)未來的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：通信技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)通信 自動控制系統(tǒng)

中圖分類號：TN91 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（a）-0030-01

計算機控制中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)就是計算機自動控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它是隨著信息技術(shù)的共享和信息傳遞的要求而發(fā)展起來的。它利用通信設(shè)備和線路將地理位置不同的功能獨立的多個計算機系統(tǒng)連接起來。然后借助功能強大的計算機信息處理軟件對通信設(shè)備發(fā)出指令，用以控制整個網(wǎng)絡(luò)與通信設(shè)備的正常運營。在這個系統(tǒng)中多臺聯(lián)網(wǎng)的計算機共同組成了指揮命令的中樞系統(tǒng)。而網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備猶如四肢，擔(dān)當著信息的共享與傳遞任務(wù)他們共同組成了一個完整統(tǒng)一的信息處理系統(tǒng)。

1 計算機控制和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展在歷史上經(jīng)過了這樣四個階段

第一階段：聯(lián)機系統(tǒng)。主要有一臺中央主處理機將大量地理位置分散的其他計算機連接起來。這臺主處理機擔(dān)負了運算指揮數(shù)據(jù)的收集和存儲等大量功能，而其他計算機只擔(dān)負部分信息的收集和反饋功能。因此由于連接終端的計算機越來越多，中央主處理機擔(dān)負的數(shù)據(jù)處理任務(wù)就越來越多，導(dǎo)致運行速度變慢。指令傳達延后，通信終端獲取信息的速度就大受影響，所以后來就在通信線路和中央主處理機中間設(shè)置了一個前端處理機或通信控制器，專門負責(zé)與終端之間的信息控制。

第二階段：計算機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。20世紀60年代出現(xiàn)了多個計算機互聯(lián)系統(tǒng)。這一時期計算機網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的主要特點就是資源多向共享、分散控制、分組交換、采用專門的通信控制處理機、分層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。由于當時各生產(chǎn)廠家的標準不統(tǒng)一。因此這個系統(tǒng)還是個個相對獨立、封閉的系統(tǒng)。不能完全實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通、信息完全共享。

第三階段：標準化網(wǎng)絡(luò)。20世紀80年代，隨著微處理器的產(chǎn)生，計算機技術(shù)的獲得了長足的進步。集成電路的出現(xiàn)，更是引領(lǐng)了計算機脫胎換骨的變化，微型計算機的運行速度越來越快、可靠性大大提高、體積卻越來越小、功能越來越齊全、成本卻越來越低。并且局域網(wǎng)也在這一時期獲得了快速發(fā)展。通過路由器和調(diào)制解調(diào)器可以將許多的計算機和通信系統(tǒng)共同組成一個交互式網(wǎng)絡(luò)。實現(xiàn)真正意義上的信息共享。

第四階段：網(wǎng)絡(luò)互連與高速網(wǎng)絡(luò)。20世紀90年代。美國宣布建設(shè)信息高速公路。全世界許多國家紛紛響應(yīng)。建立自己的國家信息基礎(chǔ)工程。目前全球已經(jīng)形成了以互聯(lián)網(wǎng)為核心的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)，達到了全球資源的共享。計算機的廣泛應(yīng)用，特別是Internet的出現(xiàn)，使得人們對信息的需求量越來越大。通訊與傳感、計算機的緊密結(jié)合成為整個社會的“神經(jīng)中樞”，沒有了通訊，社會成員之間的合作就會受到限制，最終會影響生產(chǎn)力的發(fā)展?？梢?，通訊在當今社會中起著十分重要的作用。數(shù)據(jù)通信討論的是從一個設(shè)備到另一個設(shè)備傳輸信息。協(xié)議定義了通信的規(guī)則，以便發(fā)送者和接收者能夠協(xié)調(diào)他們的活動。在物理層上，信息被轉(zhuǎn)換成可以通過有線媒體（銅線或光纜）或無線媒體（無線電或紅外線傳輸）傳輸?shù)男盘?。高層協(xié)議則定義了傳輸信息的封裝、流控制和在傳輸中被丟失或破壞信息的恢復(fù)技術(shù)。

2 當前網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)采用的控制技術(shù)主要是以下幾種

（1）現(xiàn)場總線技術(shù)：現(xiàn)場總線技術(shù)完整地實現(xiàn)了控制技術(shù)，通信技術(shù)與計算機技術(shù)的集成。國際電工協(xié)會1999年認定通過基金會現(xiàn)場總線EF（Eoundalion Fieldbus）、Controlnel、Profibus、P-Net、FF（Fouodation Fieldbus）、高速以太網(wǎng)、HSE等八種現(xiàn)場總線標準?，F(xiàn)場總線技術(shù)存在著實時性好、穩(wěn)定性和可靠性高、技術(shù)成熟的優(yōu)勢但有也存在著總線標準多互聯(lián)互通困難數(shù)據(jù)傳輸速度較慢的不足。

（2）以太網(wǎng)，以太網(wǎng)最大的優(yōu)勢在于其傳輸信息速度快、不存在現(xiàn)場總線的多種標準問題，可以較好地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享、及時通信。早期的以太網(wǎng)存在著集線器不能隔絕沖突擴散，網(wǎng)絡(luò)性能不能完全發(fā)揮的缺點。現(xiàn)在由于以太網(wǎng)交換機作為一種隔絕沖突的二層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，極大地提高了網(wǎng)絡(luò)的性能。且由于以太網(wǎng)原理簡單、便于實現(xiàn)同時，又價格低廉的局域網(wǎng)技術(shù)因此以太網(wǎng)控制技術(shù)已經(jīng)成為當前網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的主流。相信隨著更高性能的快速以太網(wǎng)的出現(xiàn)更使其成為最有前途的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

此外，通信技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用還可以（1）節(jié)約能源消耗，提高信息資源的共享性。人們通過終端設(shè)備可以方便地存取異地計算機中心的數(shù)據(jù)、圖像、聲音等信息。這不僅減少了不必要的數(shù)據(jù)重復(fù)輸入和保管工作，提高了信息流通的速度，發(fā)揮了信息的應(yīng)有價值。而且，可以使人們共享網(wǎng)絡(luò)中信息資源，迅速獲得有用的信息，贏得時間和機會。（2）利用遠程教學(xué)，推動國際間文化交流。例如，以通信衛(wèi)星為核心的遠程教學(xué)方式，不僅克服了傳統(tǒng)學(xué)校教育的局限，解決了全日制小學(xué)、中學(xué)直到大學(xué)都不好解決的掃盲教育、成人教育、職業(yè)教育和終身教育等問題；并可以實施開放式教育，擴大教育面，大力開發(fā)人力資源。在當代，現(xiàn)代通信如電視、廣播、電子郵件、衛(wèi)星通信等，與大眾媒介一起，共同使一個國家的文化向全國統(tǒng)一性的方向發(fā)展。這為國內(nèi)不同民族文化、不同地域文化的相互借鑒、相互交流創(chuàng)造了機會，其結(jié)果是促進了全民族文化的共同繁榮和發(fā)展。在國與國之間，一方面由于通信手段的發(fā)展，既增加了國與國之間在政治、經(jīng)濟、科學(xué)技術(shù)等領(lǐng)域的競爭，也增加了交流和合作，從而產(chǎn)生了文化融合；另一方面，在宗教、藝術(shù)、風(fēng)俗、生活方式等領(lǐng)域，由于在不同國家之間差別大、獨立性大，不易受到它國文化的影響和異化，會保持其傳統(tǒng)性。與此同時，通信不僅在預(yù)報氣象變化、傳遞氣象信息等方面發(fā)揮積極作用，而且在戰(zhàn)勝洪水等自然災(zāi)害方面也有不可低估的作用。由此可見，通信技術(shù)不僅在現(xiàn)代社會中占有不可缺少的地位和作用，在經(jīng)濟，政治，教育方面也具有很強的推動作用。并且作為信息產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)，也獲得了前所未有的發(fā)展。