計(jì)算機(jī)控制中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)探析

【摘要】計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷的發(fā)展，信息共享及傳遞技術(shù)已經(jīng)越來越成熟，其衍生技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。其中計(jì)算機(jī)控制中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)即是在該基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。其主要內(nèi)容分為計(jì)算機(jī)的自控技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。其工作的機(jī)制為先利用通信設(shè)施、通信路線將數(shù)量不等的具有獨(dú)立系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)中處理信息的軟件向通訊設(shè)施發(fā)出相關(guān)指令，通訊設(shè)施在收到指令后，即會(huì)對(duì)通信設(shè)備及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)施有效的控制及統(tǒng)籌管理。數(shù)量不等的計(jì)算機(jī)即構(gòu)成了整個(gè)控制系統(tǒng)的命令中樞，并與網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)施共同構(gòu)成了該信息處理系統(tǒng)[1]。本文簡(jiǎn)單闡述了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)通信的概念，并分析了技術(shù)類型，為進(jìn)行該技術(shù)研究與應(yīng)用的人員提供一定的參考。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)控制；網(wǎng)絡(luò)；通信技術(shù)；探析

前言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)已經(jīng)逐漸普及到人們生活的方方面面，起到了非常重要的作用，成為日常生活中不可缺少的一部分?？v觀計(jì)算機(jī)在我國的發(fā)展歷程，90年代屬于其高速發(fā)展的階段，在該階段內(nèi)，交換技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)及數(shù)字技術(shù)也在不斷發(fā)展。數(shù)字化信號(hào)技術(shù)改變了傳統(tǒng)的模擬信號(hào)，而逐漸向數(shù)字化通信轉(zhuǎn)化。隨著時(shí)間的推移，計(jì)算機(jī)技術(shù)與微電子技術(shù)均取得了較大的突破，也促進(jìn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息通信技術(shù)互相融合。通信技術(shù)的包含的內(nèi)容較為豐富，包括有線通信技術(shù)及無線通信技術(shù)。而計(jì)算機(jī)通信技術(shù)則屬于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，對(duì)其進(jìn)行研究分析是十分有必要的。

1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

利用特定的通訊設(shè)施及線路，將具有獨(dú)立系統(tǒng)，能夠正常運(yùn)行的并分布在不同位置的計(jì)算機(jī)或者相關(guān)設(shè)施相連接，直至形成一個(gè)可以自由通信、資源共享、結(jié)構(gòu)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，各個(gè)構(gòu)成該系統(tǒng)的獨(dú)立計(jì)算機(jī)之間均能對(duì)各類資源共享，包括硬件、軟件、數(shù)據(jù)、圖片、視頻等各類資源。構(gòu)成該計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)成包括6種互聯(lián)設(shè)施，即中繼器、網(wǎng)橋、交換機(jī)、集線器、路由器、網(wǎng)關(guān)[2]。上述設(shè)施的優(yōu)點(diǎn)及功能均有所區(qū)別，中繼器的功能在于傳輸兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的物理層的相關(guān)信息，數(shù)據(jù)等；網(wǎng)橋，其作用在于將兩個(gè)不同的局域網(wǎng)連接起來；交換機(jī)，其運(yùn)轉(zhuǎn)的位置在于數(shù)據(jù)鏈路層，具有操作方便、性能良好且成本低；集線器，在網(wǎng)絡(luò)信息輸送的過程中作為輸送媒介的中央節(jié)點(diǎn)；路由器，轉(zhuǎn)發(fā)各個(gè)局域網(wǎng)之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包；網(wǎng)關(guān)，可以連接協(xié)議出入較大的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)。

2.網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)類型

2.1以太網(wǎng)

縱觀現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，以太網(wǎng)已經(jīng)成為了應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，其在商用計(jì)算機(jī)和過程控制范圍內(nèi)中高檔信息的管理和通訊中占主導(dǎo)地位，并正在進(jìn)一步向工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)滲透。其具有適應(yīng)性極強(qiáng)及技術(shù)先進(jìn)的顯著特點(diǎn)，該特點(diǎn)也是其得到廣泛應(yīng)用的重要因素，具體優(yōu)勢(shì)可以總結(jié)為一下幾點(diǎn)：①適應(yīng)性極強(qiáng) 適用于各種類型的計(jì)算機(jī)，并沒有現(xiàn)場(chǎng)總線的標(biāo)準(zhǔn)，因此適用性極強(qiáng)；②成本較低 想較其他的控制技術(shù)，及成本需要的設(shè)備、原理、使用流程等均較為簡(jiǎn)單，成本低；③資源豐富 硬件資源豐富是以太網(wǎng)的重要優(yōu)勢(shì)之一；④傳輸速度快 其對(duì)于數(shù)據(jù)的處理及傳輸速度快，提高了資源的共享及信息交流的效率；⑤開發(fā)潛力大 其具有上述多種優(yōu)勢(shì)，在許多領(lǐng)域成為了主流技術(shù)，還可以延伸到許多其他領(lǐng)域，開發(fā)潛力大，具有持續(xù)發(fā)展的意義[3]。

2.2現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)一般應(yīng)用于生產(chǎn)過程中及微機(jī)化測(cè)量控制儀器或設(shè)施中，其能夠構(gòu)成數(shù)字化及開放式的信息傳輸系統(tǒng)。該技術(shù)的主要作用在最終完成控制、信息傳輸以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的各項(xiàng)功能國際電工協(xié)會(huì)對(duì)于八種現(xiàn)場(chǎng)總線的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了確認(rèn)，如以太網(wǎng)、基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線FF等。其利用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，控制測(cè)量設(shè)施能夠轉(zhuǎn)變成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，使處于不同位置的設(shè)備形成一個(gè)完整網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并將信息共享，共同作用，互相協(xié)作維持正常的功能運(yùn)轉(zhuǎn)。該技術(shù)的基本特點(diǎn)有幾下幾點(diǎn)：①微處理器為中心 該總線將現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備全部連接起來，統(tǒng)一控制；②實(shí)時(shí)性、抗干擾能力強(qiáng) 該技術(shù)在數(shù)據(jù)傳送上采用基帶傳輸方式，速度快，且傳輸過程不受其他因素的影響；③功能獨(dú)立性 各個(gè)功能板塊相對(duì)獨(dú)立，不受其他功能的影響，提高了可靠性，在一種功能失效后，不影響其他功能的正常運(yùn)行，在維護(hù)上也較為方便；④各個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間聯(lián)系緊密 其開放式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到同層的網(wǎng)絡(luò)相互連接及接入信息管理網(wǎng)絡(luò)；⑤兼容性良好 在通信協(xié)議一致的條件下，不同型號(hào)、不同供應(yīng)商出產(chǎn)的設(shè)備也能夠進(jìn)行統(tǒng)一組合及控制，兼容性及可操作性較強(qiáng)[4]。

3.現(xiàn)代控制網(wǎng)絡(luò)情況

總體來看，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)具有較多顯著的優(yōu)勢(shì)，包括可靠性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、技術(shù)較為成熟、實(shí)用性及兼容性良好的特點(diǎn)，但是由于自身的性質(zhì)限制，也存在許多固有的缺陷，包括信息傳輸慢，效率較低；總線標(biāo)準(zhǔn)繁雜，如果總線標(biāo)準(zhǔn)不一致時(shí)，設(shè)備的連接控制存在較大的障礙；而以太網(wǎng)剛好與之相反，其數(shù)據(jù)傳輸速度快、兼容性好，不受型號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)等因素的影響，但是可靠性不佳，且存在某些不穩(wěn)定因素，因此，沒有在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制方面得到廣泛的應(yīng)用，但是，對(duì)以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行改造后，其潛力的巨大的。基于上述情況，一般企業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)是把以太網(wǎng)及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)配合使用，將二者都優(yōu)勢(shì)進(jìn)行互補(bǔ)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，使之的功能得到最大優(yōu)化。該應(yīng)用形式的基本結(jié)構(gòu)為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、過程控制層、信息處理層?，F(xiàn)場(chǎng)控制層的作用在于傳輸現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)設(shè)備之間測(cè)量和控制的相關(guān)數(shù)據(jù)信息。過程控制層在功能為完成現(xiàn)場(chǎng)的各類信息向?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫的輸入過程。信息處理層是整個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)的核心，主要由以太網(wǎng)組成，其功能為傳輸各類數(shù)據(jù)信息，包括企業(yè)的各類方案、銷售計(jì)劃、財(cái)務(wù)報(bào)表等。

4.總結(jié)

計(jì)算機(jī)技術(shù)深入的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)的普及，該類信息技術(shù)給人們的生活帶來了巨大的變化，是人們的生活逐步簡(jiǎn)單化、高效化、智能化。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信技術(shù)的應(yīng)用逐漸覆蓋到了生活工作的各個(gè)方面，使人們的生活更加方便，如手機(jī)電視；人們溝通更加順暢，如視頻通話；生活更加豐富多彩，如數(shù)字電視等，涵蓋范圍廣闊。按照現(xiàn)在的形勢(shì)分析，其今后會(huì)與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系更加密切，對(duì)于社會(huì)信息化的轉(zhuǎn)變有著十分重要的積極意義。

參考文獻(xiàn)

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