Схемы внутреннего управления это – Менеджмент. Основные понятия. Функциональная схема организации — groupnk.ru — Группа НК — комплексные поставки электрооборудования в Москве и регионах

Содержание

Устройство управления — Википедия

Управля́ющий автома́т, устро́йство управле́ния проце́ссором (УУ) — блок, устройство, компонент аппаратного обеспечения компьютеров. Представляет собой конечный дискретный автомат. Структурно устройство управления состоит из: дешифратора команд (операций), регистра команд, узла формирования (вычисления) текущего исполнительного адреса, счётчика команд.

УУ современных процессоров обычно реализуются в виде микропрограммного автомата и в этом случае УУ включает в себя ПЗУ микрокоманд.

УУ предназначено для формирования сигналов управления для всех блоков машины^[1].

В архитектуре фон Неймана является неотъемлемой частью центрального процессора^[2].

Функциональная блок-схема устройства управления

При выполнении программы УУ на входе получает очередную инструкцию или команду программы, которое поступает в регистр команд. Структурно регистр команд состоит из двух частей: в одной части хранится код операции (КОП), в другой части расположены адреса операндов, участвующих в управлении. Код операции поступает в дешифратор операции, который запускает подпрограмму из ПЗУ микропрограмм. Суть микропрограмм заключается в последовательном выставлении комбинаций сигналов управления на линии управления.

При выполнение микропрограммы также учитывается состояние регистра признаков результата выполнения предыдущей команды (регистра флагов), состояние управляющих входов (например, сигналов готовности периферийных устройств, линий аппаратных прерываний) и на выход УУ выдает последовательности импульсов управления (межрегистровыми пересылками, адресацией и сигналами пересылок данных практически между всеми блоками компьютера — арифметико-логическим устройством (

АЛУ), подсистемой ввода/вывода, оперативной памятью и др.).

Почти всегда для исполнения команды/инструкции УУ выдает последовательность несколько управляющих импульсов или их комбинаций в определяемой кодом команды/инструкции последовательности. После завершения выдачи всех импульсов управления для исполнения текущей команды УУ считывает код следующей команды и т. д.

УУ обычно синхронизируется внешними тактовыми импульсами, формируемым генератором тактовых импульсов (ГТИ), то есть переход из состояния в состояние конечного автомата УУ происходит на каждом тактовом импульсе, в некоторых УУ для увеличения быстродействия управляющие импульсы формируются как на нарастающем фронте импульса, так и на падающем.

Адреса операндов являются косвенными (в процессоре выполняется косвенная операция), для получения реальных адресов, они должны быть рассчитаны, для этой цели служит узел формирования адреса. Сформированный адрес выставляется в кодовую шину данных.

Примеры работы УУ при исполнении команды[править | править код]

Пересылка данных из одного внутреннего регистра процессора в другой.

Эта команда исполняется за 2—3 такта синхроимпульсов. В первом такте УУ выдает на шину адреса состояние счетчика команд (Program Counter — PC) для выборки кода очередной команды и импульс чтения ОЗУ, при этом анализируется бит готовности ОЗУ. При готовности ОЗУ код команды передается в регистр текущей команды. Иначе УУ исполняет такты ожидания, не изменяя состояние линий управления/адреса.

Собственно исполнение этой команды выполняется за два такта синхроимпульсов, если выборка команды и декодирование её производится в одном такте. В первом такте УУ декодирует код регистра команды. Во втором такте на внутреннюю общую шину данных с помощью ключей выдается состояние регистра-источника и одновременно вход регистра-приемника подключается другими ключами к этой же внутренней шине данных, в результате этого регистр-приемник принимает состояние регистра-источника. Далее УУ размыкает ключи и переходит к исполнению следующей команды.

Запись внутреннего регистра процессора в ОЗУ по адресу из адресного регистра.

Выборка команды из ОЗУ происходит аналогично. Для исполнения этой команды необходимо несколько тактов. Как всегда, в первом такте производится чтение и дешифрация кода команды. Затем на внешнюю шину адреса ключами, управляемыми от УУ, выдается состояние адресного регистра, и, одновременно, на внешнюю шину данных выдается состояние регистра-источника, на линию управления записью в память выдается сигнал записи. УУ проверяет сигнал готовности памяти, если ОЗУ готово, то УУ снимает все сигналы управления и переходит к чтению следующей команды, иначе исполняет пустые такты ожидания.

Исполнение команды условного перехода.

Помимо аналогичных описанных действий, УУ дополнительно анализирует внутренний регистр состояний процессора — результата исполнения предыдущей команды. Например, если в результате предыдущей команды сложения или вычитания был получен результат 0, то в бите регистра состояния процессора (флаге) записывается признак нуля. УУ при исполнении команды условного перехода анализирует этот флаг и, в зависимости от его состояния, либо загружает в счетчик команд указанный в команде адрес перехода, либо при невыполнении условия загружает в счетчик команд адрес следующей по порядку в программе команды.

Описанные примеры упрощены, в современных процессорах стремятся исполнить в одном такте как можно больше действий, иногда действия производятся на фронте и спаде тактового сигнала. Когда одна команда занимает несколько слов в программной памяти, тогда УУ последовательно считывает все слова кода команды и, только после этого, приступает к её исполнению.

Микропрограммный управляющий автомат[править | править код]

В ранних компьютерах УУ проектировалось и исполнялось в виде «жесткой логики» — комбинационных логических схем, триггеров, регистров, дешифраторов.

В 1951 году М. В. Уилксом было предложено проектировать УУ в виде микропрограммного автомата, то есть формировать последовательности управляющих импульсов с помощью микропрограммного автомата, управляемого микропрограммами состоящими из микроинструкций, хранимой в постоянной или перезашиваемой микропрограммной памяти процессора. Такой подход существенно облегчает проектирование конечного автомата УУ и, дополнительно, позволяет более или менее легко его модифицировать. С развитием полупроводниковой техники и появлением на рынке большого числа программируемых контроллеров при создании УУ этот подход стал доминирующим.

Однако в последние годы для некоторых систем АСУ ТП наметилась тенденция возврату (на новом технологическом уровне) к использованию систем основанных на жесткой логике, в частности потому что они обладают высокой степенью защищённости к компьютерным атакам.

Тема 3. Система и управление Основные определения

Благодаря постоянным потокам информации (от системы к окружающей среде и наоборот) система осуществляет целесообразное взаимодействие с окружающей средой, т.е. управляет или бывает управляема. Информация стала средством не только производства, но и управления.

Информация обладает также определенной избыточностью: чем больше сообщений о системе, тем полнее и точнее она управляется.

Суть задачи управления системой — отделение ценной информации от «шумов» (бесполезного, иногда даже вредного для системы возмущения информации) и выделение информации, которая позволяет этой системе существовать и развиваться. Управление — это целенаправленная актуализация знаний. Управление и особая форма — самоуправление, — высшая форма актуализации знаний.

Управление в системе — внутренняя функция системы, осуществляемая независимо от того, каким образом, какими элементами системы она должна выполняться.

Управление системой — выполнение внешних функций управления, обеспечивающих необходимые условия функционирования системы (см. рис.)

Общая схема управления системой

Управление системой (в системе) используется для различных целей:

увеличения скорости передачи сообщений;
увеличения объема передаваемых сообщений;
уменьшения времени обработки сообщений;
увеличения степени сжатия сообщений;
увеличения (модификации) связей системы;
увеличения информации (информированности).

Как правило, эти цели интегрируются.

В целом информация используется для двух основных глобальных целей: сохранения стабильного функционирования системы и перевода системы в заданное целевое состояние.

Управление — непрерывный процесс, который не может быть прекращен, ибо движение, поток информации в системе не прекращается.

Цикл управления любой системой (в любой системе) таков:

{ сбор информации о системе

обработка и анализ информации

получение информации о траектории

выявление управляющих параметров

определение ресурсов для управления

управление траекторией системы }

Основные правила организации информации для управления системой:

выяснение формы и структуры исходной (входной) информации;
выяснение средств, форм передачи и источников информации;
выяснение формы и структуры выходной информации;
выяснение надежности информации и контроль достоверности;
выяснение форм использования информации для принятия решений.

Если число возможных состояний системы S равно N, то общее количество разнообразия системы равно

V(N)=log₂N.

Пусть управляемая система обладает разнообразием V(N1), а управляющая — V(N2). Цель управляющей системы — уменьшить значение V(N1) за счет изменения V(N2). В свою очередь, изменение V(N1), как правило, влечет изменение и V(N2), а именно, управляющая система может эффективно выполнять присущие ей функции управления лишь при условии, если верно неравенство

V(N₂) V(N₁).

Это неравенство выражает принцип Эшби (необходимого разнообразия управляемой системы): управляющая подсистема системы должна иметь более высокий уровень организации (или большее разнообразие, больший выбор), чем управляемая подсистема, т.е. многообразие может быть управляемо (разрушено) лишь многообразием.

схема управления — это… Что такое схема управления?

схема управления: control circuit

схема упорядочения
схема управления стрелками

Смотреть что такое «схема управления» в других словарях:

схема управления — valdymo schema statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. control circuit vok. Steuerschaltung, f rus. схема управления, f pranc. montage de commande, m; schéma de commande, m … Automatikos terminų žodynas
Схема управления фазовращателем ФАР с использованием блокинг-процесса — 32. Схема управления фазовращателем ФАР с использованием блокинг процесса Управляющая схема устройства управления фазовращателем ФАР, в которой ток управления как при наборе фазы в фазовращателе, так и при ее сбросе регулируется с помощью блокинг … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Схема управления ферритовым фазовращателем ФАР с переменной амплитудой управляющих импульсов — 29. Схема управления ферритовым фазовращателем ФАР с переменной амплитудой управляющих импульсов Управляющая схема устройства управления фазовращателем ФАР, создающая команду управления в виде импульса напряжения постоянной длительности и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Схема управления ферритовым фазовращателем ФАР с переменной длительностью управляющих импульсов — 28. Схема управления ферритовым фазовращателем ФАР с переменной длительностью управляющих импульсов Управляющая схема устройства управления фазовращателем ФАР, создающая команду управления в виде импульса напряжения постоянной амплитуды и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Схема управления ферритовым фазовращателем ФАР с обратной связью по магнитному потоку — 30. Схема управления ферритовым фазовращателем ФАР с обратной связью по магнитному потоку Управляющая схема устройства управления фазовращателем ФАР, создающая управляющий импульс напряжения, длительность которого определяется моментом достижения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Схема управления ЦМД — ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УЗЛЫ И ЭЛЕМЕНТЫ МИКРОСБОРКИ ЦМД 42. Схема управления ЦМД Схема управления Совокупность аппликаций или локальных изменений структуры ЦМД материала или их комбинированная совокупность, служащие для осуществления функциональных… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВКЛАДОМ — В страховании жизни и страховании здоровья: схема страхового пенсионного обеспечения, управляемая компанией по страхованию жизни, при которой пенсионные средства накапливаются по основному групповому полису аннуитету до тех пор, пока участник… … Страхование и управление риском. Терминологический словарь
Схема управления воздушным транспортом в России — В России управление воздушным транспортом находится под контролем государства. Имеются управления по контролю за воздушным транспортом и линейные отделы на авиалиниях в России. Каждая авиакомпания платит налог на диспетчерское обслуживание.… … Википедия
Многопозиционная ключевая схема управления фазовращателем ФАР — 27. Многопозиционная ключевая схема управления фазовращателем ФАР Управляющая схема устройства управления фазовращателем ФАР, состоящая из нескольких токовых ключей, каждый из которых управляет только своим разрядом дискретного фазовращателя… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
многопозиционная ключевая схема управления фазовращателем ФАР — Управляющая схема устройства управления фазовращателем ФАР, состоящая из нескольких токовых ключей, каждый из которых управляет только своим разрядом дискретного фазовращателя. [ГОСТ 23066 78] Тематики антенны Обобщающие термины канал управления… … Справочник технического переводчика
интегральная схема управления памятью — integrinis atmintinės valdymo grandynas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. memory management integrated chip vok. integrierte Speicherverwaltungsschaltung, f rus. интегральная схема управления памятью, f pranc. circuit intégré de… … Automatikos terminų žodynas

Книги

Набор инструментов для управления проектами, Драган З. Милошевич. Перед вами книга, являющаяся серьезным шагом на пути осмысления необходимости становления и развития такой области знания, как управление проектами. Профессор Портлендского университета… Подробнее Купить за 1225 руб
Набор инструментов для управления проектами, Милошевич Драган З.. Перед вами книга, являющаяся серьезным шагом на пути осмысления необходимости становления и развития такой области знания, как управление проектами. Профессор Портлендского университета… Подробнее Купить за 1048 руб
Набор инструментов для управления проектами, Драган З. Милошевич. Профессор Портлендского университета (Орегон, США) Драган Милошевич, написавший эту монографию, обобщил свой многолетний опыт управления крупными проектами и открыто поделился своими… Подробнее Купить за 556 руб электронная книга

Другие книги по запросу «схема управления» >>

Глава 1. Теоретические основы управленческого учета

1.1. Производственный менеджмент и его роль в организации управленческого учета

Управление относится к числу понятий, знакомых большинству людей с детства. В наиболее общем виде управление можно определить как действие, организующее и направляющее какие-либо процессы. В XX в. сформировалась самостоятельная наука, изучающая общие принципы управления вне зависимости от того, где имеет место управление, по отношению к каким объектам. Наука, изучающая общие законы управления в живой и неживой природе, в технике и экономике, получила название «кибернетика». Значительный вклад в развитие кибернетики внес американский ученый Нор-берт Винер, которого иногда называют «отцом кибернетики». Кибернетика исходит из одной схемы управления, характерной для всех его форм и видов (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Общая схема управления

Согласно этой схеме субъект управления вырабатывает управляющее воздействие в виде команд, сигналов, которые передаются объекту управления. Объект управления, воспринимая управляющее воздействие, изменяет свой образ действий в соответствии с переданным ему управляющим сигналом. О том, что объект принял и отработал команду, отреагировал на управляющее воздействие, субъект управления узнает, получая информацию в виде обратной связи. В зависимости от этой информации субъект вырабатывает новые управляющие воздействия либо признает переданный ранее сигнал удачным. И на определенное время дает возможность объекту развиваться в указанном направлении. Канал обратной связи может быть зрительным, звуковым, в виде электрических сигналов, докладов, сообщений, письменных отчетов, в общем, в любой форме, воспринимаемой субъектом управления. Обратная связь — это инструмент контроля со стороны субъекта управления за поведением объекта управления. Та часть кибернетики, которая изучает, исследует процессы управления на микроэкономическом уровне, получила название «производственного менеджмента». Значительный вклад в становление и развитие производственного менеджмента внесли Ф. Тейлор, Г. Гант, супруги Лилиан и Фрэнк Гильберты, М. Вебер, Г. Форд, А. Файоль, Г. Эмерсон, М. Фоллет, Э. Мэйо, Д. Макгрегор, Д. Карнеги, Р. Маккензи, А. Маслоу, У. Оучи и др. В производственном менеджменте в качестве субъекта управления чаще всего выступают хозяйственные руководители, многочисленные органы управления. Объекты управления — это предприятия, трудовые коллективы, работники, факторы производства в виде орудий и предметов труда, природные ресурсы, научно-технический и информационный потенциал. Управляющие воздействия представлены законами, указами, планами, программами, постановлениями, нормативами, рекомендациями, инструкциями, материалами и финансовыми стимулами и рычагами, моральным воздействием. Обратные связи — это результаты непосредственных наблюдений и контроля со стороны субъекта управления: документация, отчетность и т.д. Эффективность любой системы управления во многом зависит от применяемых ею инструментов управления. В связи с этим можно отметить, что за свою историю человечество выработало три принципиально различных инструмента управления. Первый — это иерархия, где основным средством воздействия являются отношения власти подчинения, принуждение человека сверху, контроль над распределением благ. Второй — культура, т.е. вырабатываемые и признаваемые обществом ценности и социальные нормы, которые заставляют человека вести себя так, а не иначе. Третий — это рынок, т.е. сеть равноправных отношений по горизонтали, основанных на купле-продаже продукции и услуг, на отношениях собственности, свободы и демократии. В недалеком прошлом иерархия в нашей стране носила «всеобщий характер». Все имело линию подчинения, вышестоящую инстанцию. Но параллельно советское общество применяло и «жесткую» культуру в качестве мощного средства управления, воздействия на своих членов через идеологию, членство в партии, используя средства информации и образования. Рынок, как универсальное средство воздействия на хозяйственную жизнь, всячески подавлялся и в своем естественном мощном состоянии существовал только в теневой экономике. Реорганизация хозяйственного уклада как раз и состоит в том, что рынок, как продукт правового государства и хозяйственная реальность, должен стать главным инструментом управления экономикой. Иерархия не будет ликвидирована полностью, она сохранится в некоторых секторах народного хозяйства, требующих большего контроля, а главное, переместится ниже, на уровень предприятий и коллективов, где ее полезная роль неоспорима. Наконец, должен произойти колоссальный культурный сдвиг в экономическом, управленческом мышлении, в психологии людей, должен произойти переход от расточительства к прибыли, от бюрократизма к предпринимательству, от идеологизированного управления к здравому смыслу, от наукообразия абстрактных схем и самодовольных назиданий к знаниям, приносящим практический результат. Но самым главным объектом управления должен стать сам человек, его возможности и потребности. Должна возродиться старая истина «все дело в людях», и управление «человеческими ресурсами» должно стать определяющим в работе руководителя предприятия, организации. В конечном итоге на достижение этой цели на предприятиях и в организациях должны быть направлены все усилия в области производственного менеджмента. Центральным звеном производственного менеджмента является предприятие. Каждое предприятие производит продукцию, товары, услуги, осуществляет основную деятельность. В этом его главная цель и задача, смысл существования. Отсюда следует, что в основу управления предприятием ставится управление производственным процессом вне зависимости от того, производятся в организации товары или услуги, знания или информация. Для того чтобы производить любой экономический продукт, необходимо использовать факторы производства, экономические ресурсы: рабочую силу, оборудование, сырье, материалы, информацию, денежные средства. Следовательно, управление предприятием включает управление работниками, средствами производства, производственными ресурсами, финансами, технологиями. Для функционирования производства необходимо получать исходные материалы и реализовывать выпущенную продукцию. Отсюда вытекает необходимость управлять снабжением и сбытом, иметь на предприятии соответствующие службы, по-современному называемые службами логистики. Предприятие обязано выпускать продукцию определенного качества, соответствующую стандартам, принятым нормам, техническим условиям. Значит, управление предприятием включает управление качеством выпускаемого продукта, что в свою очередь требует управления технологическими процессами. В руководстве предприятием важно управление всеми факторами производства и всеми видами используемых ресурсов, однако ведущее место, несомненно, принадлежит управлению персоналом, кадрами. Поэтому производственный менеджмент, действующий совместно с управлением персоналом, часто называют «искусством получать нужные вещи посредством управления людьми». Существует много разновидностей, вариантов структур управления предприятием. Предприятие, организация обычно возглавляется директором либо президентом. В большинстве крупных предприятий есть и президент, осуществляющий стратегическое руководство, и генеральный (исполнительный) директор, занятый преимущественно оперативным управлением. Чаще всего директор имеет нескольких заместителей по отдельным направлениям деятельности предприятия, скажем, по технике и технологии (главный инженер, главный технолог), по производству, по науке, по экономике и финансам, по кадрам, по материально-техническому обеспечению, по административно-хозяйственной части. В аппарат управления, т.е. в состав административно-управленческого персонала (АУП) входят работники самых разнообразных служб. Управленческие подразделения предприятия делятся обычно на производственные (управляющие производством) и функциональные, управляющие финансами, снабжением, сбытом, кадрами, проектно-конструкторскими и технологическими кадрами, делопроизводством, внешними экономическими связями. В структуре же предприятия выделяют отделения, цехи, участки, отделы, лаборатории, секторы и другие подразделения, каждое из которых имеет свои органы управления. Все вышеизложенное составляет основу производственного менеджмента, является его предметом. Исходя из этого производственный менеджмент можно определить как систему форм и методов управления экономикой предприятия, направленную на достижение оптимальных результатов в его производственной, коммерческой и финансовой деятельности. Каждый субъект производственного менеджмента применяет, как правило, собственную технологию управления. Но в то же время в управлении экономикой предприятия существует определенная логика взаимодействия функций, обусловленная логической последовательностью процесса управления. Целесообразно выделить четыре стадии этого процесса. На первой стадии ставится цель функционирования управляемого объекта, определяются количественные характеристики развития; на второй — организуются необходимые условия для функционирования управляемого объекта; на третьей — ведутся учет и контроль состояния объекта с точки зрения промежуточных или конечных результатов, которыми оценивается степень достижения целей; на четвертой — осуществляется регулирование отклонений, возникающих в ходе реализации целей, а также стимулирование, заключающееся в поощрении работников и коллективов с целью повышения результативности их деятельности. Определение целей развития объекта, их воплощение в конкретных экономических показателях связано с выполнением большой и сложной работы в области экономического моделирования желаемого состояния управляемого объекта. Но оптимальные плановые модели всегда базируются на данных прогноза, в основе которого лежат результаты анализа показателей деятельности предприятия за предыдущий период, тенденции его внутреннего развития, цели и ограничения, заданные ей внешней средой. Таким образом, на первой стадии процесса управления четко прослеживаются четыре функции: 1) экономический анализ как комплекс работ в области оценки достигнутых результатов, выявления внутренних и внешних резервов дальнейшего развития; 2) прогнозирование как совокупность гипотез, сценариев и моделей экономических процессов, которые могут иметь место в будущем. Прогнозы обычно строятся в нескольких вариантах, что позволяет изучить разнообразные альтернативные способы дальнейших действий и избрать лучшие из них; 3) принятие решений как совокупность способов достижения целей и задач, стоящих перед предприятием; 4) планирование как процесс разработки и принятия планов, программ и бюджетов, определяющих способы будущих действий, траекторию развития объекта хозяйствования. Следует отметить, что иногда в специальной литературе процесс прогнозирования как функция управления отдельно не выделяется и рассматривается как подсистема планирования. Однако любой управленческий процесс отличается от другого исходя из преследуемой им цели. Целью прогнозирования является составление прогноза, а планирования — составление планов и на их основе программ и бюджетов. План отличается от прогноза тем, что он не гипотеза, не предположение, а четкая схема, задание, образ поведения. Хозяйственные планы содержат набор показателей, которые должны быть достигнуты в результате их осуществления, выполнения. Иными словами, прогнозы в отличие от планов не требуют обязательного исполнения. В свете вышеизложенного целесообразно выделить процесс прогнозирования в отдельную функцию управления. В отдельную функцию управления также необходимо выделить функцию принятия решения. Изучение имеющейся литературы показывает, что многие авторы этот процесс в составе функций управления обособленно не выделяют, однако следует заметить, что эффективность управленческой деятельности во многом зависит от своевременности и качества принимаемых ею решений. Процесс принятия решений начинается, как правило, с определения целей и задач, стоящих перед предприятием. Ему предшествуют анализ исходной информации, а также прогнозирование и моделирование различных вариантов стратегического и тактического развития предприятия. Избранный альтернативный вариант становится основой принимаемого решения, после чего строится алгоритм его достижения. Все это может служить основанием для выделения процесса принятия решения в самостоятельную функцию управления. Процесс управления предприятием невозможен без четкой его организации. Многие исследователи данную функцию упрощенно отождествляют с самим процессом управления в целом и обособленно не выделяют. Необходимость ее выделения в отдельную управленческую функцию можно обосновать тем, что организация как функция управления составляет основу повседневной управленческой деятельности, и без нее обычно не работают ни планы, ни программы. Сущность организации состоит в координации, т.е. упорядочении, согласовании, регламентировании действий исполнителей, участвующих в общем деле, в частности, в процессе производства продукции. Составной частью работ в фазе организации является формирование организационных структур управления, которые определяют построение системы управления, выделение уровней управления и структурных подразделений, характер подчинения и взаимосвязи между ними, функции отдельных звеньев управленческих структур. Таким образом, вторая стадия процесса управления связана с координацией функций и формированием организационных структур управления. Целенаправленное воздействие на объект управления предполагает постоянное сравнение его проектируемых и достигнутых характеристик, выявление отклонений фактических величин от нормативных, плановых и прогнозных показателей. В этом суть функции контроля, призванного во всех возможных случаях сигнализировать не только о случившихся, но и намечающихся отклонениях, с тем, чтобы регулирование могло вестись в превентивном порядке. Функции контроля всегда предшествует функция учета. Ее содержание составляют процессы фиксации первичной информации о хозяйственных операциях и группировки данных по строго определенным признакам, направлениям, периодам. Благодаря учету обеспечивается сохранность ценностей, и вместе с тем субъект управления имеет возможность получать информацию об имеющихся ресурсах. Именно учет создает возможность реального контроля за ходом производства, за его результатами на предприятии. Таким образом, на третьей стадии процесса управления выступают еще две функции управления — учет и контроль, с помощью которых поддерживается обратная связь между управляющей системой и управляемым объектом. На заключительной стадии управления осуществляются функции регулирования и стимулирования. Они включают в себя комплекс работ, направленных на устранение отрицательных отклонений, а также закрепление и поощрение положительных результатов. Регулирование — не что иное, как реагирование системы управления на ход событий, его изменения, т.е. процесс приведения управляемой системы в необходимые рамки.

Рис. 1.2. Общая схема процессов управления в организации

Стимулирование представляет собой также функцию управления, сопутствующую функциям организации и регулирования. Это средство мотивации участников производственного процесса, побуждающего уделить цели и задачи предприятия и принимать решения, соответствующие этим целям. Итак, управляющая система целенаправленно воздействует на управляемый объект посредством функций, взаимосвязь и взаимодействие которых образуют замкнутый цикл управления: экономический анализ — прогнозирование — принятие решений — планирование — организация — учет — контроль — регулирование — стимулирование — экономический анализ и т.д. (рис. 1.2). При этом необходимо иметь в виду, что отдельные стадии, функции управления иногда могут быть пропущены, или объединены, либо изменена последовательность их применения.

2. Функциональная схема. Основные элементы систем управления

При реализации всех шагов алгоритма с помощью технических средств получают систему автоматического регулирования. Системы управления представляются в виде функциональных и структурных схем. Функциональная схема системы управления включает технологическую схему управляемого процессу с нанесенными элементами системы управления и связями между ними. Функциональная схема возможной системы управления температурой воды на выходе смесителя приведена на рисунке 3.

Система автоматического управления включает следующие элементы (рис. 3).

Объект управления – управляемый процесс, который характеризуется своими закономерностями и рядом входных и выходных переменных.
Задатчик Зад – устройство для формирования заданного значения регулируемой переменной.
Датчик Д – устройство для измерения текущего значения регулируемой переменной.
Элемент сравнения ЭС – устройство для определения отклонения регулируемой переменной от заданного значения.
Управляющее устройство УУ – вычислительной устройство, определяющее по изменению ошибки во времени значения управляющего воздействия, включающие при необходимости наблюдатели, фильтры, прогнозирующие и другие корректирующие устройства.
Исполнительный механизм ИМ – устройство, обеспечивающее передачу управляющего воздействия на регулирующий орган.
Регулирующий орган кран К2 — устройство, непосредственно изменяющее значение регулирующего параметра.

Названные элементы систем управления являются обязательными элементами систем управления с отрицательной обратной связью. Кроме них в системах управления могут быть дополнительные элементы.

Усилитель – устройство для согласования сигналов по уровню сигнала, по мощности.
Преобразователь- устройство для преобразования сигналов одного вида энергии в другой с целью согласования работы различных по виду используемой энергии элементов системы.

и другие элементы для обеспечения работоспособности системы.

Все элементы системы работают по своим закономерностям, определяемым заложенным.

3. Структурная схема системы управления. Сигналы, действующие в системах

Каждый элемент имеет вход и выход (входов и выходов может быть несколько). Они связаны закономерностями, определяемыми физическими принципами работы элементов и их конструкцией. В смысле зависимости выходных сигналов от входных говорят, что элементы системы управления производят преобразование сигналов. Для анализа закономерностей работы элементов системы и преобразования сигналов используют структурные схемы. На структурных схемах элементы системы изображают в виде прямоугольников, а передача информации между элементами изображается в виде линий связи между ними. В прямоугольниках элементов системы показывают математические закономерности преобразования входного сигнала в выходной. Сигналы между элементами в свою очередь характеризуются своими закономерностями, в том числе, временными и спектральными характеристиками.

На структурной схеме также показывают элементы и точки схемы, к которым прикладываются внешние воздействия – задающее воздействие, возмущающие воздействия (их может быть несколько), ошибки элементов при измерении и преобразовании сигналов в виде случайных процессов. Выходными сигналами структурной схемы (системы управления) являются регулируемая переменная, ошибка регулирования.

Структурная схема рассматриваемой системы регулирования представлена на рис. 4.

На структурной схеме прямоугольниками изображены все рассмотренные выше элементы, а стрелками показаны сигналы, действующие в системе:

Регулируемая переменная – выходная величина объекта управления, управление которой является целью работы системы управления.
Регулируемая переменная, выраженная в выходном сигнале датчика
Задающее воздействие – значение, на котором должна находится регулируемая переменная.
Ошибка регулирования — разность между заданным и текущим значениями регулируемой переменной.
Управляющее воздействие на выходе управляющего устройства, выраженная в выходном сигнале управляющего устройства и целенаправленно изменяемая в процессе регулирования для компенсации влияния изменения других параметров процесса.
Управляющее воздействие , выраженная в входном параметре управляемого процесса.
Возмущающие воздействия – входные переменные регулируемого процесса кроме управляющего воздействия, изменения которых приводят к смещению регулируемой переменной относительно заданного значения. Именно отработка влияния возмущающих воздействий, приводящих к изменениям регулируемой переменной, является одной из основных целей создания систем управления. При изменении возмущающего воздействия система управления производит изменение управляющего воздействия, которое уравновешивает влияния изменения возмущающего воздействия, в результате чего регулируемая выходная переменная остается на заданном уровне.
Промежуточные переменные, получаемые при преобразовании, усилении сигналов и т.д.

Часто при анализе системы управления управляющее воздействие и регулируемую переменную на самом объекте управления выделить сложно (невозможно), поэтому при анализе исполнительный механизм, объект управления и датчик рассматривают как единый элемент – объект управления. Структурная схема системы управления при этом будет иметь вид, приведенный на рис.

§6.1.3. Структура устройства управления

Устройство управления микро-ЭВМ. обеспечивает выполнение последовательности микроопераций в соответствии с кодом текущей команды и организует выборку команд программы в соответствии с выполняемой программой. Использование микропрограммирования в реализации устройства управления позволяет создавать его на регулярных структурах, допускающих легко вносить изменения в формируемую последовательность управляющих сигналов.

Представленная на рис. 6.6 обобщенная схема устройства микропрограммного управления содержит: блок микропрограммной памяти, в котором хранятся микрокоманды; блок генерации адреса микрокоманды, формирующий адрес очередной микрокоманды, который в общем случае зависит от кода выполняемой микрокоманды, кодов признаков выполняемых в АЛБ операций, информации блоков синхронизации и прерывания процессора; блок синхронизации, предназначенный для приема управляющих сигналов и формирования последовательности синхросигналов для основных блоков микро-ЭВМ для обеспечения определенной последовательности их работы; дешифратор микрокоманд, формирующий управляющие сигналы, поступающие в исполнительные блоки микро-ЭВМ.

Наиболее распространены варианты реализации устройств управления с использованием в качестве микропрограммной памяти постоянного ЗУ (ПЗУ) или перепрограммируемого ЗУ (ППЗУ) и устройства управления на базе программируемой логической матрицы (ПЛМ).

Рис. 6.6. Обобщенная схема устройства управления

В первом случае блок памяти микрокоманд выполняют на базе стандартных БИС памяти типа ПЗУ, ППЗУ. Остальные блоки устройства управления объединяют в отдельную БИС или исполняют в виде отдельных узлов на схемах средней интеграции. В устройстве управления на базе ПЛМ все блоки объединяют в одну БИС, представляющую собой фактически законченный цифровой автомат, закон функционирования которого определяется коммутацией внутренних магистралей матрицы.

Типовая структура микрокоманды. Типовой формат слова микрокоманд включает в себя зоны микроопераций, «следующего адреса» и служебных и управляющих разрядов.

Зона микрооперации содержит код выполняемой операции. В практике микропрограммирования существуют две основные стратегии кодирования зоны микроопераций: минимальное и максимальное кодирование [4]. При минимальном кодировании зона микроопераций разделяется на отдельные поля, каждое из которых имеет определенное число разрядов и через комбинационную декодирующую схему управляет конкретным операционным устройством. Содержимое различных полей не зависит друг от друга. В предельном случае стратегия минимального кодирования приводит к горизонтальному микропрограммированию, при котором каждый разряд микрокоманды управляет работой соответствующего блока или узла операционного устройства. При этом разрядность зоны микрооперации равна числу управляющих устройств.

При максимальном кодировании зона микроопераций содержит поле формата и поле микроопераций. Каждый формат предназначен для управления одним операционным блоком. Для каждого формата существует фиксированный набор микроопераций. Микрокоманды с максимальным кодированием имеют малую разрядность, но требуют довольно сложной дешифрации и не позволяют управлять несколькими операционными блоками.

Выбор стратегии кодирования зоны микрооперации связан со стремлением уменьшить формат микроопераций, упростить структуру дешифратора микроопераций и увеличить производительность процессора. Минимальное кодирование позволяет достигнуть большей производительности и распространено для управления операционных устройств широкого применения.

Для редко используемых операционных устройств целесообразно максимальное кодирование, при этом одно операционное поле управляет несколькими устройствами в зависимости от кода формата.

Зона «следующего адреса» содержит информацию, необходимую для формирования адреса следующей микрокоманды. Структура полей в этой зоне зависит от механизма формирования адреса микропрограммной памяти и будет рассмотрена более подробно при описании блока генерации адреса микрокоманды.

Зона служебных и управляющих разрядов обычно содержит информацию для управления узлами и блоками, являющимися специфичными для разных типов микропроцессоров. К такой информации относятся коды по управлению внешними устройствами памяти, коды, позволяющие маскировать входную информацию, коды, позволяющие организовать условную синхронизацию, и др.

Условная синхронизация микропроцессора необходима для изменения ритма его работы, например когда для вычислений требуется результат предыдущей операции, формируемый с заданной временной задержкой. Выполнение последующей операции в таком случае должно отставать от предыдущей на определенное число циклов работы микропрограммного устройства, которое может быть достигнуто использованием холостых операций. Однако запись программ с учетом пропуска фиксированного числа циклов достаточно сложна и требует строгого анализа, временных задержек всех блоков микро-ЭВМ. Более гибкое управление с учетом различия времени выполнения операций может быть реализовано с использованием зоны условной синхронизации микрокоманды. Код в зоне условной синхронизации обеспечивает блокировку синхронизирующих импульсов, формирующих переход к следующей микрокоманде. Блокировка прекращается при поступлении сигнала готовности от соответствующего узла процессора. Условная синхронизация обеспечивает асинхронность работы отдельных блоков микропроцессора по отношению к микропрограммному устройству, при сохранении управления под контролем синхросигналов.

Структура блока генерации адреса. Блок генерации адресов микрокоманд — один из основных блоков устройства микропрограммного управления — определяет логические возможности и структуру языка программирования. Структура этого блока задает механизм формирования в устройстве управления адреса следующей микрокоманды. Наиболее распространены в микропроцессорных устройствах управления способы формирования следующего адреса микрокоманд с использованием инкрементного счетчика, поля «следующего адреса» в составе формата микрокоманды и стековой памяти.

В микропроцессорных вычислительных системах устройства управления реализуются, как правило, на основе специальных БИС блока микропрограммного управления. Такие БИС представлены практически во всех развитых секционируемых МПК и используются для адресации памяти, содержащей представленную в микрооперациях рабочую программу или интерпретирующей фиксированную систему команд. Выбор типа БИС для устройства управления в значительной степени зависит от требований конкретного применения вычислительного устройства, поскольку устройство управления определяет возможные способы адресации и источники адресов, механизм модификации адресов при условных и безусловных переходах.

В алгоритмах, реализуемых на вычислительных устройствах с микропрограммным управлением, число типов переходов ограничено. В каждом конкретном случае это число может быть обосновано и соответственно блок генерации адресов микрокоманд должен обеспечить их выполнение. Наибольшее распространение в алгоритмах микропрограммного управления получили следующие типы переходов [8]:

2. Организация устройства управления.

2.1. Назначение устройства управления.

Устройство управления (УУ) является наиболее важным устройством ЭВМ [л 3, л 4, л 7, л 8, л 9]. Оно обеспечивает автоматическое выполнение команд программы как последовательность циклов исполнения команд. На цикле исполнения команды УУ выполняет следующие функции:

организует выборку команды;
дешифрирует код операции;
формирует адреса обращения к памяти для выборки операндов и размещению результата;
формирует адреса переходов;
осуществляет выборку и пересылку операндов;
управляет выполнением операции, записанной в КОП команды;
формирует на программном счетчике адрес следующей команды программы.

В состав УУ входит система управляющих регистров, наиболее важными из которых являются программный счетчик и регистр команд, и микропрограммный автомат (МПА). При выполнении любой команды МПА вырабатывает последовательность управляющих сигналов, обеспечивающих реализацию функции исполняемой команды. При этом по каждому управляющему сигналу в обрабатывающем блоке или блоке памяти выполняется определенная микрооперация.

2.2. Способы организации уу.

Устройства управления можно классифицировать по способам организации и по применяемым микропрограммным автоматам.

В УУ централизованного типа все функции по формированию управляющих сигналов сосредоточены в едином блоке управления, из которого сигналы управления поступают во все исполнительные устройства.

В УУ децентрализованного типа функции формирования управляющих сигналов распределяются между различными блоками управления, которые в процессе исполнения команды определенным образом взаимодействуют между собой. Конкретное взаимодействие между блоками и их состав определяются конфигурацией процессора.

Для формирования управляющих сигналов могут применяться МПА как с жесткой, так и с программируемой логикой. В составе УУ смешанного типа на одних этапах выполнения команды за формирование управляющих сигналов могут отвечать МПА с жесткой логикой, на других – МПА с программируемой логикой.

Структура УУ централизованного типа представлена на рис.28.

Рис. 28

УУ на цикле исполнения каждой команды формирует в ОЗУ и АЛУ соответствующий набор управляющих сигналов и принимает от них осведомительные сигналы, т.е. выполняет все функции, перечисленные в разделе 2.1. Кроме того, УУ генерирует управляющие сигналы для выполнения процедур на управляющих регистрах. На рис.26 сплошными линиями показаны направления перемещения информации между устройствами, а пунктирными – управляющие и осведомительные сигналы.

УУ децентрализованного типа можно представить в различных вариантах, один из которых показан на рис.29. Будем исходить из того, что вычислитель процессора имеет блочную структуру и каждый блок ориентирован на выполнение конкретной операции или ее части. В этом случае УУ представляется композицией микропрограммных автоматов (МПА1, МПА2, …, МПАк) и центрального блока (ЦБ). Можно дать этой схеме, по крайней мере, две интерпретации по распределению функций между блоками УУ.

Интерпретация первая.

ЦБ берет на себя выполнение следующих процедур:

формирование адреса команды;
выборку команды;
расшифровку кода операции;
формирование адресов обращения к памяти;
выборка, и загрузку операндов, запись результатов;
формирование стартового сигнала для включения соответствующего МПА.

Микропрограммные автоматы выполняют задачу формирования последовательности управляющих сигналов в соответствующий исполнительный блок – операционный автомат(ОА). ЦБ и МПА связаны между собой асинхронными связями и взаимодействуют по системе «приказ- ответ».

Рис.29

В качестве примера взаимодействия ЦБ и МПА рассмотрим их работу на цикле исполнения 3-х адресной команды арифметической операции. Структура цикла показана на рис.30.

ЦБ по содержимому программного счетчика выбирает команду(Тк), дешифрирует код операций(ДС КОП), формирует адреса обращения за 1-м и 2-м операндами и пересылает их в соответствующий ОА (ТА1 ,ТА2 ). Затем микропрограммный автомат центрального блока вырабатывает сигнал «Старт», который инициирует начало работы одного из МПА. В дальнейшем, все управляющие сигналы для обработки данных в ОА формирует МПА. По завершению работы он информирует центральный блок сигналом об окончании своей работы. Далее ЦБ завершает цикл исполнения команды путем формирования адреса результата и записи результата в память.

Рис.30

Где Тк – Время выборки команды

Т_А1– Время формирования адреса А1 и выборки 1-го операнда

Т_А2– Время формирования адреса А2 и выборки 2-го операнда

Тц – Время цикла.

Интерпретация вторая.

ЦБ только выбирает команду, дешифрует КОП и отсылает ее в блок управления соответствующим исполнительным устройством. В этом случае МПА, показанные на рис.29, расширяют свои функции до уровня местных УУ, т.е. устройств управления, реализующих только одну команду. Допустим, что данный ОА предназначен для перемножения чисел. Местное УУ этого ОА принимает из ЦБ команду, само выполняет все запросы операндов, руководит перемножением операндов и размещает результат в памяти. После завершения работы сигналом об окончании информирует ЦБ.

Во время работы блока умножения арифметико-логического устройства центральный блок может сформировать адрес следующей команды, выбрать ее и передать в другой блок. Это позволяет загрузить работой параллельно ряд исполнительных блоков. Похожая идея используется в WLIV– ВС, в которых одновременно осуществляется выборка группы команд, содержащих различные КОП, и параллельно этими командами загружается группа исполнительных устройств.

Децентрализованное управление при конвейерной обработке.

Любой конвейер представляет собой совокупность ступеней, последовательно связанных между собой, как по обработке данных, так и по формированию управляющих сигналов, причем каждая ступень представляет собой ОУ, реализующее только одну подфункцию (рис.31).

Рис.31

Процедуры, связанные с вычислением подфункции, выполняются в ОА ступени. Управление работой ступени осуществляет его микропрограммный автомат. Когда ступень вычислила подфункцию, результат по сигналу МПА передается на вход следующей ступени, а сам МПА инициирует работу МПА следующей ступени.

В асинхронных конвейерах на ОА возлагаются достаточно сложные функции обработки данных. По этой причине и МПА должны реализовывать сложные графы управления. Каждая ступень конвейера представляет собой самостоятельное операционное устройства(ОУ).

В синхронных конвейерах взаимодействие между ступенями по управлению происходит аналогично выше рассмотренному. Разница заключается лишь в том, что МПА вырождаются в простые схемы, которые обеспечивают синхронизацию передач между фиксаторами и выдачу управляющих сигналов для выполнения в «логике» ступени элементарных процедур.

Организация УУ с точки зрения применяемых микропрограммных автоматов представлена на рис. 32.

Рис.32

Управляющие сигналы могут полностью формироваться МПА с жесткой логикой на всем цикле команды. Эти сигналы формируются логическими схемами в соответствии с «запаяным» алгоритмом управления. Такие автоматы еще принято называть МПА с запаянной логикой. Они не могу изменять своих функций. Это нашло отражение в наименовании МПА данного типа. Они строятся на базе автоматов МИЛИ – МУРА (или по терминологии [л 8] автоматов с памятью) и на базе жесткого временного распределения сигналов (ЖВРС). В МПА с программируемой логикой сигналы управления хранятся в управляющей памяти в виде последовательности микрокоманд (микропрограммы), в каждой из которых записана группа сигналов {y}, формируемая в данном такте работы процессора. Такого вида МПА различают по применяемым способам микропрограммирования (кодирования) микрокоманд и по организации перехода к следующей микрокоманде. Первое относится к форме представления управляющих сигналов в микрокоманде. Второе определяется форматом микрокоманд, обеспечивающих переходы в микропрограммах. От МПА с жесткой логикой их отличает возможность изменения алгоритмов управления путем замены в управляющей памяти старой микропрограммы на новую.

Схемы внутреннего управления это – Менеджмент. Основные понятия. Функциональная схема организации