Computer Science

Статический анализ кода Статический анализ - это метод анализа программного кода, основанный на изучении его текста без его фактического выполнения. Этот метод может помочь выявить различные ошибки, недостатки и потенциальные проблемы в коде еще до того, как программа будет скомпилирована и запущена. Примерами ошибок и проблем, которые могут быть обнаружены при использовании статического анализа кода, являются следующие: - Неиспользуемые переменные или функции - Нарушение правил идентификации в коде - Неправильное использование переменных или типов данных - Некорректные операции с памятью, например, утечки памяти - Нарушения правил безопасности, такие как потенциальные уязвимости безопасности для SQL-инъекций, разглашения конфиденциальной информации и другие угрозы безопасности

Система реального времени Система реального времени - система, для которой важно время получения результата. Другими словами, обработка информации системой должна производиться за определённый конечный период времени, чтобы поддерживать постоянное и своевременное взаимодействие со средой. Под реальным временем понимается количественная характеристика, которая может быть измерена реальными физическими часами. События реального времени могут относиться к одной из трёх категорий: 1) Асинхронные события — полностью непредсказуемые события. Например, вызов абонента телефонной станции. 2) Синхронные события — предсказуемые события, случающиеся с определённой регулярностью. Например, вывод аудио и видео. 3) Изохронные события — регулярные события (разновидность асинхронных), случающиеся в течение интервала времени. Например, в мультимедийном приложении данные аудиопотока должны прийти за время прихода соответствующей части потока видео.

Языки программирования ПЛК (Программируемый логический контроллер) Для программирования ПЛК используются стандартизированные языки МЭК. Языки программирования (графические): - LD (Ladder Diagram) — Язык релейных схем — самый распространённый язык для PLC - FBD (Function Block Diagram) — Язык функциональных блоков — 2-й по распространённости язык для PLC - SFC (Sequential Function Chart) — Язык диаграмм состояний — используется для программирования автоматов - CFC (Continuous Function Chart) — Не сертифицирован IEC61131-3, дальнейшее развитие FBD Языки программирования (текстовые): - IL (Instruction List) — Ассемблеро-подобный язык - ST (Structured Text) — Паскале-подобный язык - C-YART — Си-подобный язык (YART Studio)

Динамически подключаемая библиотека DLL - динамическая библиотека, позволяющая многократное использование различными программными приложениями. Эти библиотеки обычно имеют расширение DLL, OCX или DRV. Формат файлов для DLL такой же, как для EXE-файлов Windows, то есть Portable Executable (PE) для 32-битных и 64-битных приложений Windows. Так же, как EXE, DLL могут содержать секции кода, данных и ресурсов. В системах Unix аналогичные функции выполняют так называемые общие объекты. Первоначально предполагалось, что введение DLL позволит эффективно организовать память и дисковое пространство, используя только один экземпляр библиотечного модуля для различных приложений. Далее предполагалось улучшить эффективность разработок и использования системных средств за счёт модульности. Замена DLL-программ с одной версии на другую должна была позволить независимо наращивать систему, не затрагивая приложений. В дальнейшем идея модульности выросла в концепции Component Object Model и System Object Model.

Автоматизированная система управления Сокращённо АСУ — комплекс аппаратных и программных средств, а также персонала, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. Важнейшая задача АСУ — повышение эффективности управления объектом на основе роста производительности труда и совершенствования методов планирования процесса управления. Таким образом, можно выделить ряд целей: - Предоставление лицу, принимающему решение (ЛПР), релевантных данных для принятия решений.- Ускорение выполнения отдельных операций по сбору и обработке данных. - Снижение количества решений, которые должно принимать ЛПР.- Повышение уровня контроля и исполнительской дисциплины. - Повышение оперативности управления.- Снижение затрат ЛПР на выполнение вспомогательных процессов. - Повышение степени обоснованности принимаемых решений.

Характеристики алгоритмов сжатия и их применимость 1) Коэффициент сжатия Коэффициент сжатия — основная характеристика алгоритма сжатия. Она определяется как отношение объёма исходных несжатых данных к объёму сжатых данных. Чем выше коэффициент сжатия, тем алгоритм эффективнее. 2) Допустимость потерь Основным критерием различия между алгоритмами сжатия является наличие или отсутствие потерь. В общем случае алгоритмы сжатия без потерь универсальны в том смысле, что их применение безусловно возможно для данных любого типа, в то время как возможность применения сжатия с потерями должна быть обоснована. Для некоторых типов данных искажения не допустимы в принципе. 3) Системные требования алгоритмов Различные алгоритмы могут требовать различного количества ресурсов вычислительной системы, на которых они реализованы: оперативной памяти, постоянной памяти, процессорного времени.

Принципы сжатия данных Сжатие данных - алгоритмическое преобразование данных, производимое с целью уменьшения занимаемого ими объёма. Все методы сжатия данных делятся на два основных класса: - Сжатие без потерь - Сжатие с потерями При использовании сжатия без потерь возможно полное восстановление исходных данных, сжатие с потерями позволяет восстановить данные с искажениями, обычно несущественными с точки зрения дальнейшего использования восстановленных данных. Сжатие без потерь обычно используется для передачи и хранения текстовых данных, компьютерных программ, реже — для сокращения объёма аудио- и видеоданных, цифровых фотографий и т.п. Сжатие с потерями, обладающее значительно большей, чем сжатие без потерь, эффективностью, обычно применяется для сокращения объёма аудио- и видеоданных и цифровых фотографий в тех случаях, когда такое сокращение является приоритетным, а полное соответствие исходных и восстановленных данных не требуется.

Виды неполносвязная топология 1) Шина представляет собой общий кабель, к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала. 2) Звезда В сети, построенной по топологии типа «звезда», каждая рабочая станция подсоединяется кабелем к концентратору, или хабу. Концентратор обеспечивает параллельное соединение ПК и, таким образом, все компьютеры, подключенные к сети, могут общаться друг с другом. 3) Кольцо В сети с топологией типа «кольцо» все узлы соединены каналами связи в неразрывное кольцо, по которому передаются данные. Выход одного ПК соединяется со входом другого ПК. Начав движение из одной точки, данные, в конечном счете, попадают на его начало. Данные в кольце всегда движутся в одном и том же направлении. 4) Ячеистая топология Получается из полносвязной топологии путём удаления некоторых связей. Допускает соединения большого количества компьютеров и характерна для крупных сетей.

Полносвязная топология Полносвязная топология (полный граф) — топология компьютерной сети, в которой каждая рабочая станция подключена ко всем остальным. Этот вариант является громоздким и неэффективным, несмотря на свою логическую простоту. Для каждой пары должна быть выделена независимая линия, каждый компьютер должен иметь столько коммуникационных портов сколько компьютеров в сети. По этим причинам сеть может иметь только сравнительно небольшие конечные размеры. Чаще всего эта топология используется в многомашинных комплексах или глобальных сетях при малом количестве рабочих станций. Преимущество этой тополигии в том, что имеется прямой канал до каждого узла в сети. Из недостатков выделяют: сложное расширение сети (при добавлении одного узла необходимо соединить его со всеми остальными) и огромное количество соединений при большом количестве узлов.

Сетевая топология Сетевая тополо́гия — это конфигурация графа, вершинам которого соответствуют конечные узлы сети (компьютеры и коммуникационное оборудование (маршрутизаторы), а рёбрам — физические или информационные связи между вершинами. Сетевая топология может быть: 1) физической — описывает реальное расположение и связи между узлами сети. 2) логической — описывает хождение сигнала в рамках физической топологии. 3) информационной — описывает направление потоков информации, передаваемых по сети. 4) управления обменом — это принцип передачи права на пользование сетью.

Персональная сеть(PAN) и ее особенности Персональная сеть — это сеть, построенная «вокруг» человека. PAN представляет собой компьютерную сеть, которая используется для передачи данных между устройствами (компьютеры, телефоны, планшеты). Персональные сети могут использоваться как для информационного взаимодействия отдельных устройств между собой, так и для соединения их с сетями более высокого уровня, например, глобальной сети Интернет, где одно "первичное" устройство берет на себя роль интернет-маршрутизатора. Особенности PAN: - Малое число абонентов - Небольшой радиус действия, до 30 метров - Некритичность к наработке на отказ. - Все устройства, входящие в PAN-сеть, можно контролировать. - Отсутствие арбитража среды. Это означает, что встроенных средств контроля, как и кто может работать с этим типом сети — нет.

Функции автоматизированной системы управления Функции АСУ устанавливают в техническом задании на создание конкретной АСУ на основе анализа целей управления, заданных ресурсов для их достижения, ожидаемого эффекта от автоматизации и в соответствии со стандартами, распространяющимися на данный вид АСУ. Каждая функция АСУ реализуется совокупностью комплексов задач, отдельных задач и операций. Функции АСУ в общем случае включают в себя следующие элементы: - планирование и прогнозирование; - учет, контроль, анализ; - координацию и регулирование. Необходимый состав элементов выбирают в зависимости от вида конкретной АСУ. Функции АСУ можно объединять в подсистемы по функциональному и другим признакам.

Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) АСУ ТП - группа решений технических и программных средств, предназначенных для автоматизации управления Технологическим процессом. Может иметь связь с более общей автоматизированной системой управления предприятием(АСУП). Составными частями АСУ ТП могут быть отдельные системы автоматического управления (САУ) и автоматизированные устройства, связанные в единый комплекс. Как правило, АСУ ТП имеет единую систему операторского управления технологическим процессом в виде одного или нескольких пультов управления, средства обработки и архивирования информации о ходе процесса, типовые элементы автоматики: датчики, устройства управления, исполнительные устройства. Главной особенностью АСУ ТП является периодическое либо регулярное участие человека-оператора в ее работе. Роль оператора состоит в периодическом либо регулярном контроле за системой операторского управления.

Протокол SOAP SOAP - протокол обмена структурированными сообщениями в распределённой вычислительной среде. Первоначально SOAP предназначался в основном для реализации удалённого вызова процедур (RPC). Сейчас протокол используется для обмена произвольными сообщениями в формате XML, а не только для вызова процедур. Сообщение SOAP выглядит так: Envelope — корневой элемент, который определяет сообщение и пространство имен, использованное в документе. Header — содержит атрибуты сообщения, например: информация о безопасности или о сетевой маршрутизации. Body — содержит сообщение, которым обмениваются приложения. Fault — необязательный элемент, который предоставляет информацию об ошибках, которые произошли при обработке сообщений. Из недостатков выделяют, что при Использование SOAP для передачи сообщений увеличивает их объём и снижает скорость обработки. В системах, где скорость важна, чаще используется пересылка XML-документов через HTTP напрямую, где параметры запроса передаются как обычные HTTP-параметры.

Числовое программное управление Числовое программное управление - область техники, связанная с применением цифровых вычислительных устройств для управления производственными процессами. Структурно в состав ЧПУ входят: - пульт оператора, позволяющий вводить управляющую программу, задавать режимы работы; выполнить операцию вручную. - дисплей — для визуального контроля режимов работы и редактируемой управляющей программы/данных. - контроллер — компьютеризированное устройство, решающее задачи формирования траектории движения режущего инструмента, технологических команд управления устройствами автоматики станка, общим управлением, редактирования управляющих программ, диагностики и вспомогательных расчетов. ПЗУ — память, предназначенная для долговременного хранения системных программ и констант; информация из ПЗУ может только считываться. ОЗУ — память, предназначенная для временного хранения управляющих программ и системных программ, используемых в данный момент.

Распределённая система управления. Требования и задачи. Распределённая система управления — система управления технологическим процессом, отличающаяся построением распределённой системы ввода-вывода и децентрализацией обработки данных. Требования к современной РСУ: - Отказоустойчивость и безопасность. - Простота разработки и конфигурирования. - Поддержка территориально распределённой архитектуры. - Единая конфигурационная база данных. - Развитый человеко-машинный интерфейс. Задачи распределенных систем: - Соединение пользователей с ресурсами. - Прозрачность — свойство систем, которые представлены в виде единой компьютерной системы. - Открытость — система, предлагающая службы, вызов которых требует стандартные синтаксис и семантику. - Масштабируемость.

Как программировать ПЛК (Программируемый логический контроллер) Программирование ПЛК имеет отличие от традиционного программирования. Это связано с тем, что ПЛК исполняют бесконечную последовательность программных циклов, в каждом из которых: - считывание входных сигналов, в том числе манипуляций, например, на клавиатуре оператором; - вычисления выходных сигналов и проверка логических условий; - выдача управляющих сигналов и при необходимости управление индикаторами интерфейса оператора. Поэтому при программировании ПЛК используются флаги - булевые переменные признаков прохождения алгоритмом программы тех или иных ветвей условных переходов. Отсюда, при программировании ПЛК от программиста требуется определённый навык. Например, процедуры начальной инициализации системы после сброса или включения питания. Эти процедуры нужно исполнять только однократно. Поэтому вводят булевую переменную (флаг) завершения инициализации, устанавливаемую при завершении инициализации. Программа анализирует этот флаг, и если он установлен, то обходит исполнение кода процедур инициализации.

Программируемый логический контроллер(ПЛК) Программируемый контроллер — цифровая электронная система, которая использует программируемую память для внутреннего хранения инструкций по реализации таких специальных функций, как логика, установление последовательности, согласование по времени, счет и арифметические действия для контроля посредством цифрового или аналогового ввода/вывода данных различных видов машин или процессов. Чаще всего ПЛК используют для автоматизации технологических процессов. В качестве основного режима работы ПЛК выступает его длительное автономное использование, без серьёзного обслуживания и без вмешательства человека. ПЛК — устройства, предназначенные для работы в системах реального времени. В отличие от компьютеров, ориентированных на принятие решений и управление оператором, ПЛК ориентированы на работу с машинами через развитый ввод сигналов датчиков и вывод сигналов на исполнительные механизмы.

Достоинства и недостатки промышленной сети В сравнении с подключением периферийного оборудования к контроллеру отдельными проводами промышленная сеть имеет следующие достоинства: - в несколько раз снижается расход на кабель и его прокладку; - увеличивается допустимое расстояние до подключаемых датчиков и исполнительных устройств; - упрощается управление сетью датчиков и исполнительных механизмов; - упрощается модификация системы при изменении типа датчиков, используемого протокола взаимодействия, добавлении устройств ввода-вывода; - позволяют дистанционно настраивать датчики и проводить их диагностику. Из недостатков выделяют: - при обрыве кабеля теряется возможность получать данные и управлять не одним, а несколькими устройствами. - для повышения надёжности приходится резервировать каналы связи или использовать кольцевую топологию сети.

Промышленная сеть Промышленная сеть — сеть передачи данных, связывающая различные датчики, исполнительные механизмы, промышленные контроллеры и используемая в промышленной автоматизации. Термин употребляется преимущественно в автоматизированных системах управления технологическими процессами (АСУТП). Устройства используют сеть для: - передачи данных между датчиками, контроллерами и исполнительными механизмами; - диагностики и удалённого конфигурирования датчиков и исполнительных механизмов; - калибровки датчиков; - питания датчиков и исполнительных механизмов; - связи между датчиками, исполнительными механизмами, ПЛК и АСУ ТП верхнего уровня. Промышленные сети могут взаимодействовать с обычными компьютерными сетями, в частности использовать глобальную сеть Internet.