Computer Science

Open Platform Communications OPC - семейство программных технологий, предоставляющих единый интерфейс для управления объектами автоматизации и технологическими процессами. Многие из OPC протоколов базируются на Windows-технологиях: OLE, ActiveX, COM/DCOM. Такие OPC протоколы, как OPC XML DA и OPC UA, являются платформа независимыми. OPC — набор спецификаций стандартов. Каждый стандарт описывает набор функций определенного назначения. Основной и наиболее востребованный стандарт - OPC DA (Data Access). Описывает набор функций обмена данными в реальном времени с ПЛК (Программируемый логический контроллер), РСУ(Распределённая система управления), ЧМИ(Человеко-машинный интерфейс), ЧПУ(Числовое программное управление) и другими устройствами. Стандарт OPC разрабатывался с целью сократить затраты на создание и сопровождение приложений промышленной автоматизации. Суть OPC проста — предоставить разработчикам промышленных программ универсальный фиксированный интерфейс (то есть набор функций) обмена данными с любыми устройствами. В то же время разработчики устройств предоставляют программу, реализующую этот интерфейс (набор функций).

Человеко-машинный интерфейс Человеко-машинный интерфейс(ЧМИ) — широкое понятие, охватывающее инженерные решения, обеспечивающие взаимодействие человека-оператора с управляемыми им машинами. Создание систем человеко-машинного интерфейса тесно увязано с понятиями эргономика и юзабилити. Проектирование ЧМИ включает в себя: - создание рабочего места: кресла, стола, или пульта управления, размещение приборов и органов управления и освещение рабочего места. - далее рассматриваются взаимодействие оператора со всеми органами управления: их доступность и необходимые усилия, эффективность и скорость доступа, согласованность управляющих воздействий, расположение дисплеев и размеры надписей на них (всё это входит в сферу юзабилити). Одной из наиболее сложных задач является создание эффективного ЧМИ рабочих мест сложных машин с множеством органов управления, например пилотов самолёта и космических кораблей. В промышленных условиях ЧМИ чаще всего реализуется с использованием типовых средств: операторских панелей, компьютеров и типового программного обеспечения.

Интересуетесь профессией программиста, но не разбираетесь ни в IT-терминах, ни в языках? Освойте разработку или тестирование с нуля на курсах Яндекс Практикума. Без опыта в IT можно стать программистом, который пишет на Python, Java или С++; веб-разработчиком, мобильным разработчиком или тестировщиком. Что вас ждёт во время учёбы: — Интерактивный учебник с теорией и возможностью писать код в тренировочной программе. — Собственные рабочие проекты: от чат-бота, сайта-отзовика до соцсети и других многофункциональных сервисов. Их можно положить в портфолио и показать на собеседовании. — Наставники и код-ревьюеры – разработчики из Яндекса и других IT-компаний. Они объяснят сложные темы на вебинарах, проверят код, помогут улучшить проекты — Специалисты карьерного центра, которые научат искать работу, составлять резюме, готовиться к собеседованиям и тестовым заданиям. В конце пути — новая профессия и проекты, которыми можно гордиться. Наши выпускники берут проекты на фрилансе, устраиваются в стартапы и крупные компании — Яндекс, ВТБ, МТС, Перекрёсток, Playrix, Сбер и другие. Начать учиться →

Программное прерывание Программное прерывание — синхронное прерывание, которое может осуществить программа с помощью специальной инструкции. В процессорах архитектуры x86 для явного вызова синхронного прерывания имеется инструкция Int, аргументом которой является номер прерывания (от 0 до 255). В IBM PC-совместимых компьютерах обработку некоторых прерываний осуществляют подпрограммы BIOS и прерывание служит интерфейсом для доступа к сервису, предоставляемому BIOS. Также обслуживание прерываний могут взять на себя BIOS карт расширений, ОС и даже обычные программы, которые постоянно находятся в памяти во время работы других программ. В отличие от реального режима, в защищённом режиме x86-процессоров обычные программы не могут обслуживать прерывания, эта функция доступна только системному коду. MS-DOS использует для взаимодействия со своими модулями и прикладными программами прерывания с номерами от 20h до 3Fh. Доступ к основному множеству функций MS-DOS осуществляется исполнением инструкции Int 21h. Это распределение номеров прерываний не закреплено аппаратно и другие программы могут устанавливать свои обработчики прерываний вместо или поверх уже имеющихся обработчиков, установленных MS-DOS или другими программами, что, как правило, используется для изменения функциональности или расширения списка системных функций.

Самое время научиться разрабатывать масштабируемую, fault-tolerant архитектуру, которая выдержит высокую загрузку! Первые шаги в этом направлении вы можете сделать на открытых уроках онлайн-курсов в OTUS для бэкенд-разработчиков, тимлидов и администраторов. 🗓 14 апреля в 20:00 мск — «Twitter-like архитектура приложений» Спроектируем типовую архитектуру нагруженного twitter-like приложения, определим пользовательские сценарии и узкие места прототипа. А в завершение обсудим один из самых популярных вопросов на system design interview. 👉 Для регистрации пройдите тест — https://otus.pw/oQyC/ 🗓 17 апреля в 20:00 мск — «Модульные монолиты и DDD» Рассмотрим основные паттерны для построения и написания модульных монолитов. Особое внимание уделим паттернам DDD. 👉 Для регистрации пройдите тест — https://otus.pw/Qh6H/ А если вам понравятся бесплатные уроки, продолжить обучение можно будет уже на курсе «Microservice Architecture» или «Highload Architect». Оплата курсов возможна в рассрочку. Реклама. Информация о рекламодателе на сайте www.otus.ru.

Какие виды прерываний существуют? В зависимости от источника возникновения сигнала прерывания делятся на: 1) асинхронные, или внешние — события, которые исходят от внешних аппаратных устройств (например, периферийных устройств) и могут произойти в любой произвольный момент: сигнал от таймера, сетевой карты или дискового накопителя, нажатие клавиш клавиатуры, движение мыши. Факт возникновения в системе такого прерывания трактуется как запрос на прерывание: устройства сообщают, что они требуют внимания со стороны ОС; 2) синхронные, или внутренние — события в самом процессоре как результат нарушения каких-то условий при исполнении машинного кода: деление на ноль или переполнение стека, обращение к недопустимым адресам памяти или недопустимый код операции; 3) программные — инициируются исполнением специальной инструкции в коде программы. Программные прерывания, как правило, используются для обращения к функциям встроенного программного обеспечения, драйверов и операционной системы.

Архитектуры ОС реального времени В своем развитии ОСРВ строились на основе следующих архитектур: 1) Монолитная архитектура. ОС определяется как набор модулей, взаимодействующих между собой внутри ядра системы и предоставляющих прикладному ПО входные интерфейсы для обращений к аппаратуре. Основной недостаток этого принципа построения ОС заключается в плохой предсказуемости её поведения, вызванной сложным взаимодействием модулей между собой. 2) Уровневая архитектура. Прикладное ПО имеет возможность получить доступ к аппаратуре не только через ядро системы и её сервисы, но и напрямую. По сравнению с монолитной такая архитектура обеспечивает значительно большую степень предсказуемости реакций системы, а также позволяет осуществлять быстрый доступ прикладных приложений к аппаратуре. Главным недостатком таких систем является отсутствие многозадачности. 3) Архитектура «клиент-сервер». Основной принцип заключается в вынесении сервисов ОС в виде серверов на уровень пользователя и выполнении микроядром функций диспетчера сообщений между клиентскими пользовательскими программами и серверами — системными сервисами.

Автоматизированная обработка информации Эксплуатационные возможности современного комплекса технических средств, используемого в системе обработки информации, дают возможность автоматизировано выполнять целый ряд процедур. Состояние разработок и уровень этого комплекса определили возможности автоматизированного выполнения таких процедур управленческого процесса: - в прогнозировании и планировании — многовариантные расчеты при разработке прогнозов. - в организации — моделирование организационных структур управления. - в контроле — наблюдение за состоянием управляемого объекта по всем параметрам. - в учёте — системная обработка всей информации. - в анализе — сопоставление нормативных, плановых и фактических показателей, характеризующих те или иные операции. - в отчетности — автоматическое формирование справочников.

Операционная система реального времени Операционная система реального времени — тип специализированной операционной системы, основное назначение которой — предоставление необходимого и достаточного набора функций для проектирования, разработки и функционирования систем реального времени на конкретном аппаратном оборудовании. Их иногда делят на два типа: 1) ОС жёсткого реального времени Операционная система, которая может обеспечить требуемое время выполнения задачи реального времени даже в худших случаях 2) ОС мягкого реального времени Система, которая может обеспечить требуемое время выполнения задачи реального времени в среднем Основное различие систем жёсткого и мягкого реального времени можно охарактеризовать так: система жёсткого реального времени никогда не опоздает с реакцией на событие, система мягкого реального времени не должна опаздывать с реакцией на событие.

Характеристики систем реального времени Процессы систем реального времени могут иметь следующие характеристики и связанные с ними ограничения: - дедлайн — критический срок обслуживания, предельный срок завершения какой-либо работы; - латентность — время отклика системы на внешние события; - джиттер — разброс значений времени отклика. Можно различить джиттер запуска — период времени от готовности к исполнению до начала собственно исполнения задачи и джиттер вывода — задержка по окончании выполнения задачи. Джиттер может возникать под влиянием других одновременно исполняемых задач. В зависимости от допустимых нарушений временных ограничений системы реального времени можно поделить на системы жёсткого реального времени, для которых нарушения равнозначны отказу системы, и системы мягкого реального времени, нарушения характеристик которых приводят лишь к снижению качества работы системы. Также можно рассматривать твёрдые системы реального времени, в которых допускается небольшое нарушение дедлайнов, но бо́льшее нарушение может привести к катастрофическому отказу системы

Основные компоненты SCADA SCADA-система обычно содержит следующие подсистемы: - Драйверы или серверы ввода-вывода — программы, обеспечивающие связь SCADA с промышленными контроллерами, счётчиками, АЦП и другими устройствами ввода-вывода информации. - Система реального времени — программа, обеспечивающая обработку данных в пределах заданного временного цикла с учётом приоритетов. - Человеко-машинный интерфейс — инструмент, который представляет данные о ходе процесса человеку оператору, что позволяет оператору контролировать процесс и управлять им. - Программа-редактор для разработки человеко-машинного интерфейса. - Система логического управления — программа, обеспечивающая исполнение пользовательских программ логического управления в SCADA-системе. - База данных реального времени — программа, обеспечивающая сохранение истории процесса в режиме реального времени. - Система управления тревогами — программа, обеспечивающая автоматический контроль технологических событий, отнесение их к категории нормальных, предупреждающих или аварийных, а также обработку событий оператором или компьютером. - Генератор отчетов — программа, обеспечивающая создание пользовательских отчетов о технологических событиях. - Внешние интерфейсы — стандартные интерфейсы обмена данными между SCADA и другими приложениями.

Основные задачи, решаемые SCADA-системами SCADA-системы решают следующие задачи: - Обмен данными с «устройствами связи с объектом» (то есть с промышленными контроллерами и платами ввода-вывода) в реальном времени через драйверы. - Обработка информации в реальном времени. - Логическое управление. - Отображение информации на экране монитора в удобной и понятной для человека форме. - Ведение базы данных реального времени с технологической информацией. - Аварийная сигнализация и управление тревожными сообщениями. - Подготовка и генерирование отчетов о ходе технологического процесса. - Осуществление сетевого взаимодействия между SCADA ПК. - Обеспечение связи с внешними приложениями (СУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры и т.д.). В системе управления предприятием такими приложениями чаще всего являются приложения, относимые к уровню MES. SCADA-системы позволяют разрабатывать АСУ ТП (автоматизированная система управления технологическим процессом)как автономные приложения, а также в клиент-серверной или в распределённой архитектуре.

Что такое прерывания? Прерывание — одна из базовых концепций вычислительной техники, которая заключается в том, что при наступлении какого-либо события происходит передача управления специальной процедуре, называемой обработчиком прерываний. В отличие от условных и безусловных переходов, прерывание может быть вызвано в любом месте программы, в том числе если выполнение программы приостановлено, и обусловлено обычно внешними по отношению к программе событиями. После выполнения необходимых действий, обработчик прерываний, как правило, возвращает управление прерванной программе. Используются для работы с периферийными устройствами. К примеру, требуется направить запрос на загрузку данных с диска в память, и пока идёт загрузка — производить какие-либо другие операции, либо остановить выполнение до получения прерывания, а после окончания загрузки перейти к обработчику прерывания, который начнёт обработку поступивших данных. С помощью прерываний также может быть реализована многозадачность, отладка программ, эмуляция определённых устройств и т.д. Они бывают асинхронные, синхронные и программные.

Средства обработки информации Обработка информации — вся совокупность операций (сбор, ввод, запись, преобразование, считывание, хранение, уничтожение, регистрация), осуществляемых с помощью технических и программных средств, включая обмен по каналам передачи данных Среди средств обработки информации, доступных широкому классу потребителей, — средства организации баз данных, соответствия выполнения запросов и поиска информации, фильтрации информации, графического представления и т.п. На данном этапе все большее развитие приобретают методы человеко-ориентированной компьютерной обработки данных. В настоящее время вследствие глобального распространения компьютерных систем в области автоматизации промышленных процессов все чаще применяются системы сбора данных и оперативного диспетчерского управления - SCADA. SCADA-системы в иерархии программно-аппаратных средств промышленной автоматизации находятся на верхнем уровне. SCADA-система собирает информацию о технологический процесс, обеспечивает интерфейс с оператором, сохраняет историю процесса и осуществляет управление процессом в том объёме, в котором это необходимо.

Time-based One-Time Password TOTP — означает одноразовые пароли на основе времени и является распространенной формой 2FA. Уникальные числовые пароли генерируются с помощью стандартизированного алгоритма, который использует текущее время в качестве входных данных. Пароли на основе времени доступны в автономном режиме и обеспечивают удобную для пользователя повышенную безопасность учетной записи при использовании в качестве второго фактора. TOTP также известен как аутентификация на основе приложений или программных токенов.

Каковы преимущества многофакторной аутентификации? 1. Уменьшение рисков безопасности Многие методы атак, ведущих к несанкционированному доступу, основаны на краже учетных данных пользователей. MFA снижает вероятность успеха таких атак, требуя от пользователя использования более безопасных учетных данных на основе оборудования. 2. Повышение безопасности аутентификации Повышает безопасность аутентификации за счет добавления методов, основанных на более сильных факторах, таких как решения на основе аппаратных токенов и персональных телефонов. 3. Повышение доверия пользователей Компания, использующая многофакторную аутентификацию, показывает своим пользователям, что заботится об их безопасности. 4. Обеспечение гибкости Легкость интегрирования с системой единого входа (SSO) и адаптивной аутентификацией (Risked-Based Authentication)

Что такое 3FA? Трехфакторная аутентификация (3FA) — это тип аутентификации, который подтверждает личность пользователя с использованием трех различных факторов аутентификации: ⁃ Фактор знаний — что-то, что вы знаете (например, пароль, PIN-код, секретный вопрос) ⁃ Фактор владения — то, что у вас есть (например, смартфон с приложением для проверки подлинности, SIM-карту, ключ безопасности). ⁃ Фактор принадлежности — то, чем вы являетесь (например биометрические данные пользователя, например, сканирование отпечатков пальцев, распознавание лица, распознавание голоса). Трехфакторная аутентификация требует от пользователя демонстрации всех трех факторов аутентификации для успешного завершения аутентификации и получения доступа к своей учетной записи.

Как работает многофакторная аутентификация (MFA)? Однофакторные системы безопасности недостаточно безопасны и нуждаются в дополнительной защите. MFA обеспечивает дополнительный уровень безопасности и требует, чтобы пользователь представил как минимум два различных фактора аутентификации. Первым фактором все еще может быть пароль (но не обязательно). Если пароль, предоставленный пользователем, правильный, то система MFA запрашивает по крайней мере еще одно доказательство, основанное на владении или принадлежности. Второй фактор может быть: что-то, что у вас есть (мобильное устройство, смартфон, токен безопасности или аппаратный одноразовый пароль) или то, чем вы являетесь (отпечаток пальца или распознавание лица)

Тип данных — ассоциативный массив Абстрактный тип данных, позволяющий хранить пары вида «(ключ, значение)» и поддерживающий операции добавления (insert), поиска(find) и удаления(remove) по ключу. Предполагается, что ассоциативный массив не может хранить две пары с одинаковыми ключами. В паре (k, v) значение v называется значением, ассоциированным с ключом k. Где k — это key, a v — value. Семантика и названия вышеупомянутых операций в разных реализациях ассоциативного массива могут отличаться. Примером ассоциативного массива является телефонный справочник: значением в данном случае является совокупность «Ф. И. О. + адрес», а ключом — номер телефона, один номер телефона имеет одного владельца, но один человек может иметь несколько номеров.

Ассоциативная память АП — специальный вид машинной памяти, используемый в приложениях очень быстрого поиска. Известна также под терминами «память, адресуемая по содержимому», «ассоциативное запоминающее устройство», «контентно-адресуемая память» или «ассоциативный массив»(чаще используется для обозначения структуры данных) В отличие от обычной машинной памяти (RAM), в которой пользователь задает адрес памяти и ОЗУ возвращает слово данных, хранящееся по этому адресу, АП разработана таким образом, чтобы пользователь задавал слово данных, и АП осуществляла его поиск, чтобы выяснить, хранится ли оно где-либо в памяти. Если слово данных найдено, АП возвращает список одного или более адресов хранения, где слово было найдено.