Типы операционных систем ПМО УЧПУ.

Глобальной функцией УЧПУ как вычислительно – информационного устройства является организация взаимодействия между прикладными программами ПМО. Результатом этого взаимодействия являются переходы системы управления из одного состояния в другое, определяемые как этапы отработки прикладных задач. Поэтому устройство ЧПУ может быть описано как множество состояний S = { Si } и множеством функций переходов T = { Ti }, а завершает свою работу тогда, когда для состояния Sk не существует состояния Sk+1. Поэтому последовательность состояний So, S1……….Sk называется собственным вычислением УЧПУ. Существует три варианта организации собственных вычислений:

- с помощью специального диспетчера,

- с помощью операционной системы реального времени,

- смешанный способ.

Специальный диспетчер является ядром специальной исполнительной ОС УЧПУ, создаваемой исключительно для конкретного набора задач УЧПУ. Принцип работы специального диспетчера базируется на том, что его работа организована на постоянной несущей частоте, определяемой таймером. Поскольку «быстрые» процессы требуют и быстрой реакции ПМО, то они привязаны к таймерному прерыванию, а «медленные» процессы отрабатываются в «фоне». При таком построении операционной системы включение отдельных задач жестко привязано ко времени, поэтому разработке специального диспетчера должен предшествовать тщательный анализ прикладных задач, работающих в реальном масштабе времени, с учетом последовательности и времени отработки этих задач, допустимой задержки в их исполнении, возможности их прерывания. Специальный диспетчер, как и любая специальная программа, весьма лаконичен, обладает высоким быстродействием. Однако полную оценку этому варианту операционной системы можно дать только после анализа всех состояний УЧПУ, т.е. по сути специальный диспетчер должен стать укрупненной формальной моделью УЧПУ.

Организация собственных вычислений УЧПУ при помощи универсальной операционной системы имеет то преимущество, что процесс разработки ПМО не требует создания формальной модели УЧПУ и анализа собственных вычислений. Здесь достаточен только анализ смежных или конфликтных ситуаций, так как задачи сами синхронизируют друг друга путем преимущественного предоставления ресурсов УЧПУ задачам с более высоким приоритетом. Этот метод имеет то преимущество, что предоставляется возможность создания крупного инвариантного к техническому оснащению блока ПМО. Этот блок оказывается доступным во всех версиях к наращиванию за счет подключения дополнительных прикладных программ. Недостатком таких ОС РВ следует считать несколько большие по сравнению со специальным диспетчером затраты процессорного времени. Удачным выходом из такой ситуации может быть смешанный способ построения ОС, при котором задачи формируются в блоки, взаимосвязь между которыми осуществляется через ОС реального времени, а работа задач внутри блоков организуется с помощью локальных специальных диспетчеров. На рис. 6.18. и 6.19. приведены структуры ПМО ведущего и ведомого модулей УЧПУ типа МС2101. ПМО ведущего модуля имеет в своем составе ядро операционной системы в виде универсальной системы реального времени типа RT11S, в то время как ПМО ведомого модуля имеет ядро операционной системы в виде специального диспетчера, на который возложена и задача организации взаимодействия обоих модулей.

Оператор