监控组态软件的功能和使用
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▪ 响应快速、实时性强；结构紧凑、易于裁 剪和配置；开放性好、易于开发和嵌入。
5.2 现代软件技术
▪ 1．面向对象技术（OO） ▪ （1）结构化程序设计方法及其“危机” ▪ ①结构化程序设计方法提出的编程技术基
本思想和方法 ▪ 模块和封装、数据抽象、E—R模型及数据
方法 ▪ ②主要特点 ▪ 标准程序库、提高软件可重用性（重复使
▪ （3）Linux操作系统
▪ 是UNIX的兼容产品，几乎具有UNIX的优 点，同时还具有其没有的功能。
▪ （4）Windows NT操作系统
▪ 可扩充性、可移植性、可靠性、可兼容性。
▪ Windows NT系统模型主要包括3个部分： 客户/服务器模型、对象模型、对称多处理模 型。Windows NT的另一个特色是引入了 “线程”的概念，“线程”是比进程更小的 一个单位，它是进程内的一个执行单元和可 调度实体。同一进程中的线程是共用一个内 存空间的。采用线程的好处是更易于实现并 行性。
第五章
监控组态软件的功能和使用
▪ 5.1 计算机监控系统的组成 ▪ 5.2 现代软件技术 ▪ 5.3 监控组态软件原理 ▪ 5.4 WinCC的功能介绍
5.1 计算机监控系统的组成
▪ 监控： ▪ （1）狭义：系统内部操作员（运行员）站、工程
师站的功能及组成 ▪ （2）广义：计算机监控系统 ▪ 硬件 ▪ 软件 ▪ 操作系统 ▪ 现代软件技术 ▪ 监控组态软件 → 操作员站、工程师站
1.
计 算 机
2.
3.
4.
▪ 不同学历背景对学科与专业的不同理解与相互关系
▪ 自动化科学与技术学科的整个知识结构框架
▪ 控制系统各部分与相应的知识领域的对应关系
5.1.3 计算机监控系统常用软件
▪ 1．计算机操作系统 ▪ 管理和控制计算机软硬件资源，并且能为
用户创造便利的工作环境的一组计算机程序 的集合。 ▪ （1）按照程序运行的调度方法，可以将操 作系统分为以下三种类型： ▪ ①顺序执行系统 ▪ ②分时操作系统 ▪ ③实时操作系统
算机的一项任务。 ▪ 作业管理的任务就是为方便用户建立作业、
组织调度系统内部资源执行，并在完成任务 后将其撤消。 ▪ ③存储器管理 ▪ 内存分配、、地址映射、内存保护、内存扩 充。
ห้องสมุดไป่ตู้
▪ ④设备管理 ▪ 按照一定的算法分配设备；控制和实现输入
输出操作，如通道程序控制、启动设备、及 时响应及处理中断信号；对输入输出缓冲区 进行管理；实现虚拟设备技术。 ▪ ⑤文件管理 ▪ 文件目录管理、文件存储空间管理、文件的 保护与机密、文件的使用和运行。
▪ 2．计算机监控技术是一门综合技术 ▪ 计算机技术（软件技术、接口技术、通信
技术、网络技术、显示技术） ▪ 自动控制技术 ▪ 自动检测和传感技术 ▪ 3．效益 ▪ 经济效益：稳定和优化生产工艺、提高产品
质量、降低能源和原材料消耗、降低成本； ▪ 社会效益：降低劳动者的生产强度、提高管
理水平。
5.1.2 计算机监控系统的组成
用）
▪ ③ “软件危机”的原因和表现 ▪ ④结构化程序设计方法的缺点 ▪ 可重用性差、以过程和操作为中心 ▪ 2．面向对象的设计方法（OOP） ▪ ①面向对象动机本原则 ▪ ②基本思想和方法
▪ 2．动态数据交换技术（DDE）
▪ 特点： ▪ （1）多作业环境 ▪ 实时系统的多作业、多任务而带来的并发性
和实时性，要求操作系统对资源分配具有很 强的控制和调度能力。在计算机监控系统中， 通常可以采取设立前台和后台两个作业区的 方法来解决。 ▪ （2）任务的事件驱动 ▪ 基本驱动方式：事件驱动和时间驱动。
▪ （3）中断与中断优先
▪ 实时操作系统充分利用计算机的中断功能 来改变CPU执行程序的顺序，以达到实时处 理的目的。这种总是保证优先级别最高的任 务占用CPU的方式，称为优先级别抢占式调 度。
▪ （4）同步与异步
▪ 事件分为同步事件和异步事件。
▪ 如果事件B的发生和事件A的发生有因果关系， 则它们为同步事件，同步事件驱动的任务称 为同步任务。
▪ 4．嵌入式（Embedded System）操作系统
▪ （1）嵌入式系统的定义：以应用为中心和以 计算机技术为基础，软硬件可裁剪，关切能 够适应宿主系统对其功能、可靠性、成本、 体积、和功耗地功能多方面的要求的系统。 （嵌入式系统与其监控的对象（宿主）是紧 密地为一体的系统）
▪ （2）嵌入式操作系统的特点
本节内容 ▪ 5.1.1 计算机监控系统的概念 ▪ 5.1.2 计算机监控系统的组成 ▪ 5.1.3 计算机监控系统常用软件
5.1.1 计算机监控系统的概念
▪ 1．定义
▪ 计算机监控是利用传感装置将被控对象中 的物理参量转换为电量，再将这些代表实际 物理参量的电量送入输入装置中转换为计算 机可识别的数字量，并且在计算机的显示装 置中以数字、图形或曲线的方式显示出来， 从而使得操作人员能够直观地而迅速地了解 被监控对象的变化过程。
▪ 2．通用操作系统
▪ （1）DOS操作系统 ▪ （2）UNIX操作系统 ▪ 小型机、微型机 ▪ 标准的UNIX是一个多用户、多任务、交互式
分时操作系统。就其运行的稳定性而言， UNIX操作系统远比Windows要高，其通信 能力也远比Windows NT要强，单价格非常 昂贵，通常用于大型系统。
▪ 3．实时操作系统
▪ 主要特点：实时性强、可靠性高、稳定性好。
▪ 实时操作系统在任何时刻总是保证优先级别高 的任务占用CPU和其他资源，而且保证系统 响应的时间是可以容忍和确定的。系统对现场 进行不间断地监视，一旦有事件发生，系统就 能“实时”地做出响应。这除了靠硬件的性能 来保证之外，主要由实时操作系统的事件驱动 方式和任务调度来决定。
▪ （2）计算机操作系统的功能 ▪ ①进程管理 ▪ 进程是关于某个数据集合的可并发的一次
运行活动。 ▪ 区别进程和程序 ▪ 操作系统对进程的管理：进程的建立、终止、
挂起、激活、阻塞和唤醒。同时，操作系统 还要为运行的程序以及相关的数据分配内存 空间，并为各进程间的通信进行管理。
▪ ②作业管理 ▪ 作业就是用户为完成一次事务处理而交给计
5.2 现代软件技术
▪ 1．面向对象技术（OO） ▪ （1）结构化程序设计方法及其“危机” ▪ ①结构化程序设计方法提出的编程技术基
本思想和方法 ▪ 模块和封装、数据抽象、E—R模型及数据
方法 ▪ ②主要特点 ▪ 标准程序库、提高软件可重用性（重复使
▪ （3）Linux操作系统
▪ 是UNIX的兼容产品，几乎具有UNIX的优 点，同时还具有其没有的功能。
▪ （4）Windows NT操作系统
▪ 可扩充性、可移植性、可靠性、可兼容性。
▪ Windows NT系统模型主要包括3个部分： 客户/服务器模型、对象模型、对称多处理模 型。Windows NT的另一个特色是引入了 “线程”的概念，“线程”是比进程更小的 一个单位，它是进程内的一个执行单元和可 调度实体。同一进程中的线程是共用一个内 存空间的。采用线程的好处是更易于实现并 行性。
第五章
监控组态软件的功能和使用
▪ 5.1 计算机监控系统的组成 ▪ 5.2 现代软件技术 ▪ 5.3 监控组态软件原理 ▪ 5.4 WinCC的功能介绍
5.1 计算机监控系统的组成
▪ 监控： ▪ （1）狭义：系统内部操作员（运行员）站、工程
师站的功能及组成 ▪ （2）广义：计算机监控系统 ▪ 硬件 ▪ 软件 ▪ 操作系统 ▪ 现代软件技术 ▪ 监控组态软件 → 操作员站、工程师站
1.
计 算 机
2.
3.
4.
▪ 不同学历背景对学科与专业的不同理解与相互关系
▪ 自动化科学与技术学科的整个知识结构框架
▪ 控制系统各部分与相应的知识领域的对应关系
5.1.3 计算机监控系统常用软件
▪ 1．计算机操作系统 ▪ 管理和控制计算机软硬件资源，并且能为
用户创造便利的工作环境的一组计算机程序 的集合。 ▪ （1）按照程序运行的调度方法，可以将操 作系统分为以下三种类型： ▪ ①顺序执行系统 ▪ ②分时操作系统 ▪ ③实时操作系统
算机的一项任务。 ▪ 作业管理的任务就是为方便用户建立作业、
组织调度系统内部资源执行，并在完成任务 后将其撤消。 ▪ ③存储器管理 ▪ 内存分配、、地址映射、内存保护、内存扩 充。
ห้องสมุดไป่ตู้
▪ ④设备管理 ▪ 按照一定的算法分配设备；控制和实现输入
输出操作，如通道程序控制、启动设备、及 时响应及处理中断信号；对输入输出缓冲区 进行管理；实现虚拟设备技术。 ▪ ⑤文件管理 ▪ 文件目录管理、文件存储空间管理、文件的 保护与机密、文件的使用和运行。
▪ 2．计算机监控技术是一门综合技术 ▪ 计算机技术（软件技术、接口技术、通信
技术、网络技术、显示技术） ▪ 自动控制技术 ▪ 自动检测和传感技术 ▪ 3．效益 ▪ 经济效益：稳定和优化生产工艺、提高产品
质量、降低能源和原材料消耗、降低成本； ▪ 社会效益：降低劳动者的生产强度、提高管
理水平。
5.1.2 计算机监控系统的组成
用）
▪ ③ “软件危机”的原因和表现 ▪ ④结构化程序设计方法的缺点 ▪ 可重用性差、以过程和操作为中心 ▪ 2．面向对象的设计方法（OOP） ▪ ①面向对象动机本原则 ▪ ②基本思想和方法
▪ 2．动态数据交换技术（DDE）
▪ 特点： ▪ （1）多作业环境 ▪ 实时系统的多作业、多任务而带来的并发性
和实时性，要求操作系统对资源分配具有很 强的控制和调度能力。在计算机监控系统中， 通常可以采取设立前台和后台两个作业区的 方法来解决。 ▪ （2）任务的事件驱动 ▪ 基本驱动方式：事件驱动和时间驱动。
▪ （3）中断与中断优先
▪ 实时操作系统充分利用计算机的中断功能 来改变CPU执行程序的顺序，以达到实时处 理的目的。这种总是保证优先级别最高的任 务占用CPU的方式，称为优先级别抢占式调 度。
▪ （4）同步与异步
▪ 事件分为同步事件和异步事件。
▪ 如果事件B的发生和事件A的发生有因果关系， 则它们为同步事件，同步事件驱动的任务称 为同步任务。
▪ 4．嵌入式（Embedded System）操作系统
▪ （1）嵌入式系统的定义：以应用为中心和以 计算机技术为基础，软硬件可裁剪，关切能 够适应宿主系统对其功能、可靠性、成本、 体积、和功耗地功能多方面的要求的系统。 （嵌入式系统与其监控的对象（宿主）是紧 密地为一体的系统）
▪ （2）嵌入式操作系统的特点
本节内容 ▪ 5.1.1 计算机监控系统的概念 ▪ 5.1.2 计算机监控系统的组成 ▪ 5.1.3 计算机监控系统常用软件
5.1.1 计算机监控系统的概念
▪ 1．定义
▪ 计算机监控是利用传感装置将被控对象中 的物理参量转换为电量，再将这些代表实际 物理参量的电量送入输入装置中转换为计算 机可识别的数字量，并且在计算机的显示装 置中以数字、图形或曲线的方式显示出来， 从而使得操作人员能够直观地而迅速地了解 被监控对象的变化过程。
▪ 2．通用操作系统
▪ （1）DOS操作系统 ▪ （2）UNIX操作系统 ▪ 小型机、微型机 ▪ 标准的UNIX是一个多用户、多任务、交互式
分时操作系统。就其运行的稳定性而言， UNIX操作系统远比Windows要高，其通信 能力也远比Windows NT要强，单价格非常 昂贵，通常用于大型系统。
▪ 3．实时操作系统
▪ 主要特点：实时性强、可靠性高、稳定性好。
▪ 实时操作系统在任何时刻总是保证优先级别高 的任务占用CPU和其他资源，而且保证系统 响应的时间是可以容忍和确定的。系统对现场 进行不间断地监视，一旦有事件发生，系统就 能“实时”地做出响应。这除了靠硬件的性能 来保证之外，主要由实时操作系统的事件驱动 方式和任务调度来决定。
▪ （2）计算机操作系统的功能 ▪ ①进程管理 ▪ 进程是关于某个数据集合的可并发的一次
运行活动。 ▪ 区别进程和程序 ▪ 操作系统对进程的管理：进程的建立、终止、
挂起、激活、阻塞和唤醒。同时，操作系统 还要为运行的程序以及相关的数据分配内存 空间，并为各进程间的通信进行管理。
▪ ②作业管理 ▪ 作业就是用户为完成一次事务处理而交给计