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篇一:
题目：试议计算机工程制约技术应用
摘要：随着科学技术的发展，人们越来越多的用计算机来实现制约。近年来，计算机技术、自动制约技术、检测与传感器技术、CRT显示技术、通信与网络技术和微电子技术的高速发展，给计算机制约技术带来了巨大的发展。然而，设计一个性能好的计算机制约系统是非常重要的。计算机制约系统主要由硬件和软件两大部分组成，一个完整的制约系统还需要考虑系统的抗干扰性能，系统的抗干扰性能力是关系到整个系统可靠运转的关键。
关键词：计算机制约技术;系统;应用
一、计算机制约系统简介
1.采用计算机进行制约的系统称为计算机制约系统，也称它为数字制约系统。若不考虑量化理由，计算机制约系统即为采样系统。进一步，若将连续的制约对象和保持器一起离散化，那么采样制约系统即为离散制约系统。所以采样和离散系统理论是研究计算机制约系统的理论基础。
2.计算机制约系统的制约过程
(1)实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入。
(2)实时制约决策：对采集到的被控量进行数据分析和处理，并按已定的制约规律决定进一步的的制约过程。
(3)实时制约：根据制约决策，适时地对执行机构发出制约信号，完成制约任务。
3.计算机制约系统的特点
(1)结构上。计算机制约系统中除测量装置、执行机构等常用的模拟部件之外，其执行制约功能的核心部件是数字计算机，所以计算机制约系统是模拟和数字部件的混合系统。
(2)计算机制约系统中除仍有连续模拟信号之外，还有离散模拟、离散数字等多种信号形式。
(3)由于计算机制约系统中除了包含连续信号外，还包含有数字信号，从而使计算机制约系统与连续制约系统在本质上有许多不同，需采用专门的理论来分析和设计。
(4)计算机制约系统中，修改一个制约规律，只需修改软件，便于实现复杂的制约规律和对制约方案进行在线修改，使系统具有很大灵活性和适应性。
(5)计算机制约系统中，由于计算机具有高速的运算能力，一个制约器(制约计算机)经常可以采用分时制约的方式而同时制约多个回路。
(6)采用计算机制约，如分级计算机制约、离散制约系统、微机网络等，便于实现制约与管理一体化，使工业企业的自动化程度进一步提高 。
4、计算机制约系统的组成
计算机制约系统主要由硬件和软件两大部分组成，而一个完整的计算机系统应由下列几部分组成：被控对象、主机、外部设备、外围设备、自动化仪表和软件系统。
(1)硬件：
a) 由中央处理器，时钟电路，内存储器构成的计算机主机是组成计算机制约系统的核心部分。
b) 通用外围设备按功能可分为输入设备、输出设备和外存储器三类。
c)过程I/O通道，又称过程通道。
d) 通用接口电路，一般有并行接口、串行接口和管理接口(包括中断管理、直接存取DMA管理、计数/定时等)。
e)传感器的主要功能是将被检测的非电学量参数转变成电学量。变送器的作用是将传感器得到的电信号转变成适用于计算机借口使用的标准的电信号
f)计算机制约系统一般要有一套专供运转操作人员使用的制约台称为运转操作台，操作台一般包括各种制约开关、数字键、功能键、指示灯、声信器、数字显示器或CRT显示器等。
(2)软件：软件是指计算机制约系统中具有各种功能的计算机程序的总和，如完成操作、监控、管理、制约、计算和自诊断等功能的程序。整个系统在软件指挥下协调工作。从功能区分，软件可分为系统软件和应用软件。
二、计算机制约系统的典型应用方式
计算机制约系统所采用的形式与它所制约的生产过程的复杂程度密切相关，不同的被控对象和不同的要求，应有不同的制约方案。计算机制约系统大致可分为以下几种典型的形式。它们是：操作指导制约系统;直接数字制约系统(DDC)，DDC系统属于计算机闭环制约系统，是计算机工业生产过程中最普遍的一种应用方式;监督制约系统(SCC);分散制约系统(DCS)和现场总线制约系统。
1.操作指导制约系统
操作指导制约系统机构简单，制约灵活安全，但由于要人工操作，速度受到限制， 不能制约多个对象。
2.直接数字制约系统(DDC)
DDC系统是面向生产过程的底层应用功能。计算机通过自动化仪表、输入通道、输出通道，采集现场参数，经过处理和按一定制约规律的制约算法运算后，向生产过程输出制约信号，直接参与对过程参DAS系统的监视功能。制约方案由软件实现，修改灵活、方便，除能实现PID制约规律外，还能实现多回路的串级制约、前馈制约、纯滞后补偿制约、多变量解耦制约及自适应、自学习、最优制约和智能制约等复杂制约规律的制约。DDC系统一个是闭环制约系统。
3.监督制约系统(SCC)
SCC系统是一个分机的制约系统。上级的监督计算机从生产过程采集反映工况的参数，进行寻优计算，计算出当时工况下的最佳给定值，提供给下级执行DDC 制约的计算机实现对过程的制约。可实现生产过程的最优制约，使制约的目标值达到最佳。SCC可以提高系统的可靠性，当上位机出现故障时，DDC计算机可以独立完成制约操作;当DDC计算机出现故障时监督制约计算机可以取而代之，执行制约任务。SCC是闭环制约系统。
4.分散制约系统(DCS)
DCS是将计算机技术、制约技术、通信技术和显示技术(即所谓“四C”技术)结合起来的新型计算机制约系统。它通过数据高速公路(或计算机网络)将分散在不同地方，执行不同功能的计算机连接起来，按照信息共享，分散制约，集中管理，总体配置，各司其职的原则，构成的高性能，高可靠性的计算机制约系统。DCS系统安全，可靠，便于维护、扩展。是一个闭环制约系统，它兼有以上几种系统的功能。
篇二:试谈计算机技术与GIS发展趋势
【摘要】当前计算机产业发展势头迅猛，作为其强大助力的地理信息系统(GIS)也紧跟随其脚步，由一门新兴技术发展为一种主要的信息产业。地理信息系统在不断适应信息技术的发展过程中，也在同时深化其自身的深度，并且不断扩大其所涵盖的领域，可以说地理信息系统发展的同时一直在变化以满足当前需求。本文将针对目前状况，结合当前信息技术迅速发展的趋势，对地理信息系统的发展方向及其主要适应对象进行分析。
【关键词】信息技术;地理信息系统;发展方向
1.引言
硬件、软件、数据和用户是地理信息系统的主要组成部分，它通过采集地理空间数据(整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的数据)，并对这些数据进行编辑、管理、分析和统计，最后制成图像。GIS为适应信息技术的快速发展，需根据地球数字化的需求不断拓展其深度和广度，在这种急剧变化的大环境下，对于 GIS的要求也在不断更新。虽然，当前计算机技术以及信息网的发展简化了信息数字化，但是，在以数字的形式表示信息方面，地理信息仍然处于相对滞后的情况。所以，如何攻克地理信息在使用方面的难题，对于当前地理信息系统的应用具有重大作用，同时也是对其发展的极大推动。计算机技术对于地理信息系统的发展趋势影响深远。计算机及其相关设备是GIS的技术依托，为其提供平台和工具。计算机技术的发展为GIS的信息处理和数据存储提供了有力支持，性价比和存储量都显著提高。与此同时，信息时代和数字时代的要求让GIS难以满足。下面将针对GIS在网络化、开放性、虚拟现实、集成化、空间多维性等方面的发展趋势进行分析。
2.GIS多元化
2.1 GIS网络化
GIS的更新的即时性和迅猛的发展势头得益于计算机网络技术的发展，使得GIS在因特网的应用逐渐成为人们关注的焦点。GIS实现网络化是其重要的发展方向，互联网地理信息系统优于传统GIS主要表现在以下几个方面：
强大的适应性：互联网让Web GIS适应更多平台，也实现了其全球化;广泛的应用面：借助于网络，Web GIS的应用覆盖到了世界的每个角落;强大的现实性：人们能够更方便的在网上查阅最新信息和动态;社会化的维护：社会协调工作对于数据的处理有利于减少重复劳动;使用简单化：用户可以自由的从网上获得所需的各种地理信息，无任何后顾之忧。
2.2 GIS开放化
开放式的地理信息系统能够更好的实现信息共享，不同的地理信息系统软件之间能够更好的互操，无论是在系统内，还是在系统间，数据的流动都畅通无阻。为此，GIS需要具有以下特性：互操作性，保证数据能在不同地理信息系统软件都能共用，并且能够进行信息的交换;可扩展性，保证硬件对于不同软件和不同档次的计算机的适应性;技术开放，将源代码及规范说明向用户公开;通用性，可不做修改便能在不同计算机上运转，不依赖软件、硬件以及网络环境。
2.3 GIS虚拟现实化
GIS与虚拟现实技术相结合能更有效的模拟人在自然环境中从看、听、动三个方面对于外界的感知。虚拟现实GIS正是通过与虚拟现实技术及其他技术进行完美结合，依靠虚拟现实技术的沉浸、交互以及构想的三个特征，在GIS中融入虚拟环境，能优化GIS并使其更加完美。
2.4 GIS多媒体化
在GIS的系统结构、系统功能及应用模式的设计中应用多媒体技术能够让其更形象化，
同时能够优化其表现形式，使其表现形式更加丰富灵活，并且更易被接受。将多媒体技术更好的融入到GIS领域中去，使其对外输出数据功能更加优化，是技术发展的主流趋势。
3.GIS与集成化3S技术集合
3S技术包括全球定位系统(GPS)、遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)。3S技术的结合更好的将各学科技术综合应用，从而更好的为人们提供服务。3S技术结合而成的系统使其自动化有了更大的提高，同时让GIS系统更具有实时性。这种系统在数据的采集、处理和更新上具有更好的自动性以及实时性，并且凭借其系统的完善性，能更好的分析和运用数据，为各种应用提供全面的、科学的、完善的解决方案，还能帮助解答用户的各种疑难。
三维GIS 与时态GIS的空间多维性，地质、矿山、海洋和城市地下管网等都离不开计算机技术和GIS的应用，同时，城市空间规划和景观分析以及无线通信覆盖范围分析等也急切需要三维GIS的技术支持。但目前的目前状况是，已经问世的3D GIS系统难以满足人们对于分析理由功能的需求，因此需要解决以下两个理由：一是完善3D GIS理论，解决拓扑关系模型理由;二是建立能有效处理三维基础上的数据并且通过编程能实现的三维模型。
时态GIS，时态GIS以时空数据模型为概念基础，通过其时空数据库进行组织，对于时空数据结构的选择以各种时空过程和使用目的为标准。人们在日常的社会活动中，都有一定的空间和时间环境，时态GIS通过跟踪和分析不同时间段的空间信息，将时间和空间紧密的联合在一起，具有能够记录历史数据的重要功能。
部件组装化组件式GIS，GIS软件本身组成是比较庞大的，因此要完善GIS软件的功能需要巨大的工作量。GIS软件的发展经历了从GIS模块到集成式 GIS，再到模块化GIS，最后到核心式GIS的过程。现在，随着计算机技术的发展，可以通过软件控件技术对GIS软件进行开发，使组件化GIS适应标准的组件式GIS平台，这样各个组件之间在能够自由重组的同时，又能保证可视化的界面，并且接口也更加方便和标准。
4.结论
GIS的发展需要多学科的融合对其提供技术支持，同时GIS的发展也为其他学科提供更好的支持和帮助，是相互推动的过程，不断完善地理信息系统，能够更好的推动地理信息及其相关产业的蓬勃发展，同时能够为人类提供更好的居住环境，让人类在了解、认识环境的过程树立保护环境的意识。
参考文献：
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