【精品课件】计算机控制系统软件基础
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– Oracle和Sybase是典型的代表
• SQL（Structured Query Language）语言
– SQL是一种关系数据库语言，已成为国际标准。 – 目前，数据库产品的各个厂家纷纷推出各自的支持
SQL的软件或可与SQL接口的软件。
6-1-4 数据库（4）
– SQL的功能
• 数据定义语言DDL：用于定义、撤消和修改数据 模式；
6-1-1 概述（3）
• 计算机控制系统软件功能 – 控制系统软件实现的功能
• 实时数据采集 • 闭环控制输出 • 逻辑控制 • 操控界面：报警监视、画面显示和报表输出 • 可靠性措施：自诊断、掉电处理、备份维护 • 信息管理：文件管理、数据库、趋势、统计分析 • 数据通信 • 应用功能：满足用户需求的各种监管功能（如报表生成、消息
– 数据库（DB）
• 物理数据库（工作数据的集合） 、描述数据库
– 硬件支持系统
• 服务器、大规模存储设备、网络通信设备、终端等
– 软件支持系统
• 操作系统、宿主语言、实用程序和数据库管理系统等
– 数据库管理员（DBA）
• 管理、开发和使用数据库系统的人员
6-1-4 数据库（3）
• 关系型数据库
– 特点是采用关系作为唯一的基本数据结构类型，具 有关系完备的数据子语言，在一定程度上实现了数 据独立性，确保用户能够依靠关系名、关键字值和 属性名的结合用逻辑方式访问数据库中的每一个数 据。
– 应具备的特征
• 异步事件响应：要有异步I/O和中断处理能力 • 切换时间短 • 中断等待时间短 • 优先级中断和调度 • 同步
– 一些著名的实时多任务操作系统
• Windows NT、OS/2、VMS、 RT Linux等，具有很好的通用性、 实时性和可靠性。其中Windows NT是实时操作系统的主流
第六章
计算机控制系统软件基础
第一节 计算机控制系统软件概述
概述 计算机操作系统 数据结构 计算机控制系统中的数据库
第二节 计算机控制系统应用软件
概述 组态软件 控制软件 商品化的工业控制软件简介
第三节 计算机控制系统的抗干扰与可靠性技术
计算机控制系统的抗干扰与可靠性技术 系统供电与接地技术 看门狗（Watchdog）及其电源掉电检测技术
• 查询语言QL ：用于查询数据； • 数据操纵语言DML：用于增、删、改数据； • 数据控制语言DCL ：用于数据访问权限的控制。
6-1-4 数据库（5）
• 实时数据库系统（RTDBS）
– 事务和数据都具有定时特性或定时限制的数
据库系统。而且系统的正确性不仅依赖于逻
辑结果，而且还依赖于逻辑结果产生的时间。
发布、电子商务）
6-1-2 操作系统（1）
• 操作系统的功能与任务
– 操作系统
• 主要目的是控制与管理 计算机的硬件和软件资 源。合理地组织计算机 工作流程，方便各种用 户使用计算机
计算机软件的构成示意 图
6-1-2 操作系统（2）
– 操作系统的功能
• 作业(job)管理：“脱机”和“联机”两种方式 • 处理机（CPU）管理：作业调度、进程调度 • 存储管理：内存分配、内存保护、内存扩充（虚拟内存） • 设备管理：设备分配、设备驱动、虚拟设备 • 文件管理：文件存储与检索、文件操作、文件保护与控制
6-1-4 数据库（1）
• 数据库的特点
– 集成化的有穷数据集合
• 按照数据间的自然联系，以最佳的方式组织、存储数据， 使之具有最小的冗余度
– 提供共享性
• 允许几个用户同时并发地使用数据库
– 具有较高的数据独立性
• 确保数据的安全性和完整性
– 面向数据而不是面向应用
6-1-4 数据库（2）
• 数据库系统的组成
概述
计算机控制系统应用软件的组成 应用软件设计技术 应用软件开发环境及平台
组态软件 商品化的工业控制软件简介
6-2-1 计算机控制系统软件组成（1）
• 计算机控制系统软件组成
– 第一级
• 设备层：负责将物理信号转换成数字或标准的模拟信号 • 控制层：完成对现场工艺过程的实时监测与控制 • 监控层
– 较多应用关系型数据库 • 数据库接口
– 通过动态数据交换（DDE）进行接口 – 采用开放式数据库互连（ODBC）进行接口 – 以及采用目前最新的对象链接和嵌入技术OPC技术
实现接口
第二节 Unit 2
计算机控制系统应用软件
Applied Software of Computer Control System
– 计Байду номын сангаас机应用系统中的软件
• 系统软件 • 工具软件 • 应用软件
– 数据收集部分 – 数据分析部分 – 监督部分 – 输出控制部分
6-1-1 概述（2）
• 计算机控制系统软件构成 – 系统软件
• 计算机控制系统应用软件开发平台和操作平台
– 应用软件
第一级(控制级）：监控平台软件、基本控制软件、 先进控制软件、约束控制软件、操作优化软件 第二级（管理级）：最优调度软件和企业计划决策 软件等
串行通信
网络支持
动态流程显示
过 程 I/O
…
棒图
过程实时 数据库系统
功能应用软件
报警 历史数据
报表打印
历史趋势
自动化系统中以过程实时数据库为核心的监控平台
6-1-4 数据库（6）
• 实时数据库系统（RTDBS）
– 大容量内存实时数据库
• 内存数据库 • 全驻内存和主驻内存（驻内和留外）
• 历史数据库
第一节 Unit 1
计算机控制系统软件概述
Introduction of Computer Control System Software
概述
计算机控制系统软件基础 过程计算机控制系统软件构成 过程计算机控制系统软件功能
计算机操作系统 数据结构 计算机控制系统中的数据库
6-1-1 概述（1）
• 计算机控制系统软件基础
6-1-2 操作系统（3）
• 操作系统的分类 – 操作系统按功能分类
• 批处理操作系统 • 分时操作系统 • 实时操作系统
– 按计算机配置分类：大型机和微机、单机和网 络系统
– 按用户/任务分类
• 单/多用户，单/多任务
6-1-2 操作系统（4）
• 实时多任务操作系统 – 实时多任务操作系统
• 就是能够执行多任务的实时操作系统 • 大多数实时多任务操作系统CPU的负荷率应保证在30%之内 • 实时响应时间随系统的要求而变化
• SQL（Structured Query Language）语言
– SQL是一种关系数据库语言，已成为国际标准。 – 目前，数据库产品的各个厂家纷纷推出各自的支持
SQL的软件或可与SQL接口的软件。
6-1-4 数据库（4）
– SQL的功能
• 数据定义语言DDL：用于定义、撤消和修改数据 模式；
6-1-1 概述（3）
• 计算机控制系统软件功能 – 控制系统软件实现的功能
• 实时数据采集 • 闭环控制输出 • 逻辑控制 • 操控界面：报警监视、画面显示和报表输出 • 可靠性措施：自诊断、掉电处理、备份维护 • 信息管理：文件管理、数据库、趋势、统计分析 • 数据通信 • 应用功能：满足用户需求的各种监管功能（如报表生成、消息
– 数据库（DB）
• 物理数据库（工作数据的集合） 、描述数据库
– 硬件支持系统
• 服务器、大规模存储设备、网络通信设备、终端等
– 软件支持系统
• 操作系统、宿主语言、实用程序和数据库管理系统等
– 数据库管理员（DBA）
• 管理、开发和使用数据库系统的人员
6-1-4 数据库（3）
• 关系型数据库
– 特点是采用关系作为唯一的基本数据结构类型，具 有关系完备的数据子语言，在一定程度上实现了数 据独立性，确保用户能够依靠关系名、关键字值和 属性名的结合用逻辑方式访问数据库中的每一个数 据。
– 应具备的特征
• 异步事件响应：要有异步I/O和中断处理能力 • 切换时间短 • 中断等待时间短 • 优先级中断和调度 • 同步
– 一些著名的实时多任务操作系统
• Windows NT、OS/2、VMS、 RT Linux等，具有很好的通用性、 实时性和可靠性。其中Windows NT是实时操作系统的主流
第六章
计算机控制系统软件基础
第一节 计算机控制系统软件概述
概述 计算机操作系统 数据结构 计算机控制系统中的数据库
第二节 计算机控制系统应用软件
概述 组态软件 控制软件 商品化的工业控制软件简介
第三节 计算机控制系统的抗干扰与可靠性技术
计算机控制系统的抗干扰与可靠性技术 系统供电与接地技术 看门狗（Watchdog）及其电源掉电检测技术
• 查询语言QL ：用于查询数据； • 数据操纵语言DML：用于增、删、改数据； • 数据控制语言DCL ：用于数据访问权限的控制。
6-1-4 数据库（5）
• 实时数据库系统（RTDBS）
– 事务和数据都具有定时特性或定时限制的数
据库系统。而且系统的正确性不仅依赖于逻
辑结果，而且还依赖于逻辑结果产生的时间。
发布、电子商务）
6-1-2 操作系统（1）
• 操作系统的功能与任务
– 操作系统
• 主要目的是控制与管理 计算机的硬件和软件资 源。合理地组织计算机 工作流程，方便各种用 户使用计算机
计算机软件的构成示意 图
6-1-2 操作系统（2）
– 操作系统的功能
• 作业(job)管理：“脱机”和“联机”两种方式 • 处理机（CPU）管理：作业调度、进程调度 • 存储管理：内存分配、内存保护、内存扩充（虚拟内存） • 设备管理：设备分配、设备驱动、虚拟设备 • 文件管理：文件存储与检索、文件操作、文件保护与控制
6-1-4 数据库（1）
• 数据库的特点
– 集成化的有穷数据集合
• 按照数据间的自然联系，以最佳的方式组织、存储数据， 使之具有最小的冗余度
– 提供共享性
• 允许几个用户同时并发地使用数据库
– 具有较高的数据独立性
• 确保数据的安全性和完整性
– 面向数据而不是面向应用
6-1-4 数据库（2）
• 数据库系统的组成
概述
计算机控制系统应用软件的组成 应用软件设计技术 应用软件开发环境及平台
组态软件 商品化的工业控制软件简介
6-2-1 计算机控制系统软件组成（1）
• 计算机控制系统软件组成
– 第一级
• 设备层：负责将物理信号转换成数字或标准的模拟信号 • 控制层：完成对现场工艺过程的实时监测与控制 • 监控层
– 较多应用关系型数据库 • 数据库接口
– 通过动态数据交换（DDE）进行接口 – 采用开放式数据库互连（ODBC）进行接口 – 以及采用目前最新的对象链接和嵌入技术OPC技术
实现接口
第二节 Unit 2
计算机控制系统应用软件
Applied Software of Computer Control System
– 计Байду номын сангаас机应用系统中的软件
• 系统软件 • 工具软件 • 应用软件
– 数据收集部分 – 数据分析部分 – 监督部分 – 输出控制部分
6-1-1 概述（2）
• 计算机控制系统软件构成 – 系统软件
• 计算机控制系统应用软件开发平台和操作平台
– 应用软件
第一级(控制级）：监控平台软件、基本控制软件、 先进控制软件、约束控制软件、操作优化软件 第二级（管理级）：最优调度软件和企业计划决策 软件等
串行通信
网络支持
动态流程显示
过 程 I/O
…
棒图
过程实时 数据库系统
功能应用软件
报警 历史数据
报表打印
历史趋势
自动化系统中以过程实时数据库为核心的监控平台
6-1-4 数据库（6）
• 实时数据库系统（RTDBS）
– 大容量内存实时数据库
• 内存数据库 • 全驻内存和主驻内存（驻内和留外）
• 历史数据库
第一节 Unit 1
计算机控制系统软件概述
Introduction of Computer Control System Software
概述
计算机控制系统软件基础 过程计算机控制系统软件构成 过程计算机控制系统软件功能
计算机操作系统 数据结构 计算机控制系统中的数据库
6-1-1 概述（1）
• 计算机控制系统软件基础
6-1-2 操作系统（3）
• 操作系统的分类 – 操作系统按功能分类
• 批处理操作系统 • 分时操作系统 • 实时操作系统
– 按计算机配置分类：大型机和微机、单机和网 络系统
– 按用户/任务分类
• 单/多用户，单/多任务
6-1-2 操作系统（4）
• 实时多任务操作系统 – 实时多任务操作系统
• 就是能够执行多任务的实时操作系统 • 大多数实时多任务操作系统CPU的负荷率应保证在30%之内 • 实时响应时间随系统的要求而变化