網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)在計(jì)算機(jī)控制中的應(yīng)用

張智

摘 要：二十世紀(jì)末以來計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，為網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。最近幾年，我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)有很大的進(jìn)步，在我國(guó)社會(huì)的各行各業(yè)都發(fā)揮著力量。本文介紹了幾種常見且使用率高的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)，分析它們是如何在計(jì)算機(jī)控制中發(fā)揮作用的。

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

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)結(jié)合的理論的提出，是現(xiàn)代信息溝通領(lǐng)域一個(gè)里程碑式的進(jìn)步。通過這兩種技術(shù)的結(jié)合，信息傳遞的方式更加豐富，速度也得到了極大的提升，極大地方便了人與人之間的溝通。這二者的結(jié)合突破了傳統(tǒng)通信技術(shù)信息交換和數(shù)字編碼的限制，在現(xiàn)代快節(jié)奏的社會(huì)中充分發(fā)揮了作用。

1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是現(xiàn)代通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，通過一些硬件的設(shè)備和線路，將處于不同區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)連接起來，從而達(dá)到不同計(jì)算機(jī)之間的信息流通和交換。簡(jiǎn)單來說，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就是在不同計(jì)算機(jī)之間搭建了一條能夠溝通的路。我們所說的網(wǎng)絡(luò)是指由電話線、電纜等數(shù)據(jù)線以及無線傳輸方式，建立的以計(jì)算機(jī)為節(jié)點(diǎn)的信息傳輸渠道。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由資源網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)兩種系統(tǒng)組成。一般來說，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要由六種互聯(lián)的設(shè)備組成，包括路由器、網(wǎng)關(guān)、中繼器、網(wǎng)橋、集線器以及交換器。通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間各節(jié)點(diǎn)信息的傳遞，實(shí)現(xiàn)電子數(shù)據(jù)的傳輸和共享，是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使用的主要方式。

2 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信技術(shù)

數(shù)據(jù)通道并不是一個(gè)通道，而是指不同計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的過程。隨著技術(shù)的革新，數(shù)據(jù)通信具有不同的發(fā)展階段，從傳統(tǒng)利用模擬信號(hào)達(dá)成的模擬通信，到使用數(shù)字信號(hào)的數(shù)字通信，再到如今依靠信息源發(fā)出的數(shù)據(jù)信號(hào)，數(shù)據(jù)通信能夠傳遞的信息越來越豐富，速度也在不斷提高。其中，數(shù)據(jù)通信又可分為電路交換、報(bào)文交換和分組交換三種交換方式。計(jì)算機(jī)之間的信息傳輸和共享，主要是通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)的。使用相同計(jì)算機(jī)語言的計(jì)算機(jī)可以在相同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)上，進(jìn)行信息交換。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的選擇，往往要根據(jù)有具體的情況來確定，而不是一成不變的。

3 網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)類型

3.1 以太網(wǎng)

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，以太網(wǎng)是使用最為廣泛、運(yùn)行最為穩(wěn)定的技術(shù)，無論在商用還是政府官方使用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中都是主流的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，同時(shí)，以太網(wǎng)技術(shù)還在不斷改進(jìn)，并逐漸適應(yīng)工業(yè)方面的工作。以太網(wǎng)技術(shù)能夠發(fā)展到今天的地步，離不開它極高的適應(yīng)性和先進(jìn)性，具體優(yōu)勢(shì)可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)：

①以太網(wǎng)能夠在各種類型、各種用途的計(jì)算機(jī)中發(fā)揮穩(wěn)定的效用，并且對(duì)使用現(xiàn)場(chǎng)總線的標(biāo)準(zhǔn)也沒有很嚴(yán)格的限定，能夠在各種場(chǎng)合發(fā)揮作用；

②由于技術(shù)發(fā)展已經(jīng)比較成熟，以太網(wǎng)在建設(shè)和使用過程中的成本控制效率較高，設(shè)備、技術(shù)、維修等方面都具有一定的成本優(yōu)勢(shì)；

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傳輸速度與其他技術(shù)相比有很大的優(yōu)勢(shì)，不僅速度快切傳輸穩(wěn)定，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 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)?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的作用是能夠極大的幫助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行和控制，提高穩(wěn)定性，降低系統(tǒng)成本。國(guó)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。正是因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用，位于不同位置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備才能聯(lián)系成一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)信息共享、數(shù)據(jù)傳遞的功能。該技術(shù)的基本特點(diǎn)有幾下幾點(diǎn)：

①由微處理器將分散在不同位置的設(shè)備聯(lián)系成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行統(tǒng)一的控制。

②使信息的處理更加及時(shí)、迅速、穩(wěn)定，隔絕了不同地區(qū)外在因素的影響。

③處于不同位置的設(shè)備雖然形成整體運(yùn)行，但是每個(gè)版塊的功能相對(duì)獨(dú)立，就算某個(gè)板塊出現(xiàn)故障，其他版塊也可以繼續(xù)運(yùn)行，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 計(jì)算機(jī)控制中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的發(fā)展階段

4.1 聯(lián)機(jī)階段

聯(lián)機(jī)階段，計(jì)算機(jī)的中央處理器是運(yùn)行的主體。在這一階段中，計(jì)算機(jī)需要對(duì)處于不同位置的多臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，并進(jìn)行信息交換，此時(shí)，主處理器將處理規(guī)劃連接的順序、接收后的存放位置以及一定的反饋工作，計(jì)算機(jī)其他剩余的部分也會(huì)在主處理器的指揮下對(duì)接受的信息進(jìn)行處理，并將信息反饋給主處理器。

在整個(gè)過程中，中央處理器除了要負(fù)荷本身的處理工作外，還要指揮其他結(jié)構(gòu)，這在一定程度上提高了對(duì)中央處理器性能的要求。而隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息鏈接的對(duì)應(yīng)端不斷增加，中央處理器要應(yīng)對(duì)的對(duì)象越來越多，負(fù)擔(dān)不斷加重，處理器的運(yùn)行效率下降，對(duì)信息的處理質(zhì)量在不斷降低。一般人們采用增設(shè)通信控制器或前段處理器的方法來解決這個(gè)問題，這兩種設(shè)備可以獨(dú)立負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)與終端計(jì)算機(jī)的對(duì)接，可以極大地提高數(shù)據(jù)處理的速度。

4.2 計(jì)算機(jī)互聯(lián)階段

二十世紀(jì)六十年代，網(wǎng)絡(luò)基本處于互聯(lián)階段。當(dāng)時(shí)使用的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)一定的信息共享，系統(tǒng)具有分組交換、控制等功能，但與現(xiàn)在使用的通信系統(tǒng)相比還是具有較大的封閉性，且在計(jì)算機(jī)之間的連通性上也有很大限制，效率與現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相差甚遠(yuǎn)。

4.3 標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)階段

微處理器和集成電路的誕生使計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段。二十世紀(jì)八十年代以來，計(jì)算機(jī)的體積在不斷的縮小，然而，計(jì)算機(jī)運(yùn)行的效率卻沒有降低，反而得到了巨大的提升?，F(xiàn)在使用的計(jì)算機(jī)不僅體積輕薄，功能完善，運(yùn)行也越發(fā)穩(wěn)定。再加上企業(yè)管理模式改變等社會(huì)的進(jìn)步，人們通過路由器和調(diào)制解調(diào)器等設(shè)備，發(fā)展出了局域網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)了一些群體計(jì)算機(jī)之間交互式網(wǎng)絡(luò)的誕生，這種網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)信息的完全共享，且與外界網(wǎng)絡(luò)環(huán)境隔絕，呈現(xiàn)了較大的私密性。

4.4 互連和高速網(wǎng)絡(luò)階段

信息高速公路理論是二十世紀(jì)九十年代提出的一種思想，在這種思想的發(fā)展過程中，它逐漸展現(xiàn)出了其余現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息通信的切合性。美國(guó)是世界上最早開始重視信息工程建設(shè)的國(guó)家，在美國(guó)之后，全球范圍內(nèi)也逐漸接受了這一思想，開始進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息工程的建設(shè)?，F(xiàn)在，全球互聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)已經(jīng)完全建立了起來，實(shí)現(xiàn)了全球性的信息資源共享。

5 計(jì)算機(jī)控制中的網(wǎng)絡(luò)與通信的主要技術(shù)

5.1 以太網(wǎng)

以太網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)相比有許多優(yōu)勢(shì)，如以太網(wǎng)建設(shè)成本低、應(yīng)用范圍廣，能夠兼容絕大多數(shù)軟件和硬件設(shè)備，通信傳遞的效率高，因此在世界范圍內(nèi)，以太網(wǎng)市場(chǎng)的前景都非?？捎^。目前階段，不僅僅是商用計(jì)算機(jī)通信，在一些工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)也開始使用以太網(wǎng)。

就市場(chǎng)情況來看，以太網(wǎng)技術(shù)與其他技術(shù)相比，具有很大的技術(shù)性優(yōu)勢(shì)，而又因?yàn)槠涑杀镜土膬r(jià)格在市場(chǎng)上有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。采用以太網(wǎng)來建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)，能夠讓網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本得到節(jié)約。而這些優(yōu)勢(shì)不僅使以太網(wǎng)在市場(chǎng)上不斷擴(kuò)張發(fā)展，也推動(dòng)了整個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域的發(fā)展。

5.2 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)

利用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)微機(jī)化的測(cè)量控制設(shè)備與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)之間的數(shù)字化和開放化通信，保證計(jì)算機(jī)控制的網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的完整實(shí)現(xiàn)。

目前常用的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)采用的是基帶傳輸。這種方式具有較快的運(yùn)行效率和獨(dú)立性，以至于它的時(shí)效性和穩(wěn)定性都比較強(qiáng)。另外，由于現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中發(fā)揮左右的各模塊相對(duì)分散，在進(jìn)行維護(hù)時(shí)可以分別進(jìn)行，減少對(duì)整體系統(tǒng)的影響。此外，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)與其他技術(shù)相比，線路之間的互聯(lián)結(jié)構(gòu)更加開放，不同層級(jí)的線路大街變得更加方便，且因?yàn)榫哂休^強(qiáng)的互操作性，就算是不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備，只要確保使用相同的通信協(xié)議，彼此之間的聯(lián)通就不會(huì)有障礙。

6 計(jì)算機(jī)控制中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的應(yīng)用

目前，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)得到了不斷的發(fā)展，其應(yīng)用的范圍也不斷擴(kuò)展，例如電子數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、個(gè)人移動(dòng)通信、電子信箱等。當(dāng)然，它的應(yīng)用范圍并不局限于此。

打個(gè)比方，目前最常用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)就是3G和4G技術(shù)的運(yùn)用。在城市配電網(wǎng)絡(luò)中使用3G和4G技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)配電網(wǎng)中的自動(dòng)化通信系統(tǒng)，配合應(yīng)急處理系統(tǒng)，在事故發(fā)生時(shí)，能夠在第一時(shí)間向控制中心傳遞消息，并采取措施控制。再比如無線視頻技術(shù)在企業(yè)、政府部門之間的運(yùn)用，也是通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)，來將上級(jí)的指令傳達(dá)下去。這些計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的應(yīng)用在個(gè)人生活和政府工作中都發(fā)揮著巨大的作用。

結(jié)語

當(dāng)今社會(huì)，無論是工作、學(xué)習(xí)還是日常生活，人們都無法離開計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)。正式因?yàn)檫@些技術(shù)的廣泛運(yùn)用，才使得當(dāng)今人們的生活水平提升。目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)?shù)乃剑覀儾荒芡Ｖ固剿?，隨著人們對(duì)生活質(zhì)量的要求不斷提高，一些對(duì)于通信技術(shù)的新的要求被提出，如果有一天這些要求能被滿足，也將成為一個(gè)巨大的跨越，并為人們的生活提供更多的幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]向立莉.試論計(jì)算機(jī)控制中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2014（06）.