計算機控制中的網絡與通信技術

摘 要：隨著計算機技術的發展計算機自動控制系統廣泛應用在了各個領域中。計算機控制中的網絡與通信技術就是計算機自動控制技術和網絡通信技術相結合的產物。論文首先介紹了計算機控制和網絡通信技術發展的四個階段接著介紹了當前網絡與通信技術采用的兩種主要控制技術。并指明了各自的優勢和不足文末指明了這種技術未來的發展趨勢。

關鍵詞：通信技術 網絡通信 自動控制系統

中圖分類號：TN91 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（a）-0030-01

計算機控制中的網絡與通信技術就是計算機自動控制技術和網絡通信技術相結合的產物。它是隨著信息技術的共享和信息傳遞的要求而發展起來的。它利用通信設備和線路將地理位置不同的功能獨立的多個計算機系統連接起來。然后借助功能強大的計算機信息處理軟件對通信設備發出指令，用以控制整個網絡與通信設備的正常運營。在這個系統中多臺聯網的計算機共同組成了指揮命令的中樞系統。而網絡和通信設備猶如四肢，擔當著信息的共享與傳遞任務他們共同組成了一個完整統一的信息處理系統。

1 計算機控制和網絡通信技術的發展在歷史上經過了這樣四個階段

第一階段：聯機系統。主要有一臺中央主處理機將大量地理位置分散的其他計算機連接起來。這臺主處理機擔負了運算指揮數據的收集和存儲等大量功能，而其他計算機只擔負部分信息的收集和反饋功能。因此由于連接終端的計算機越來越多，中央主處理機擔負的數據處理任務就越來越多，導致運行速度變慢。指令傳達延后，通信終端獲取信息的速度就大受影響，所以后來就在通信線路和中央主處理機中間設置了一個前端處理機或通信控制器，專門負責與終端之間的信息控制。

第二階段：計算機互聯網絡。20世紀60年代出現了多個計算機互聯系統。這一時期計算機網絡通信系統的主要特點就是資源多向共享、分散控制、分組交換、采用專門的通信控制處理機、分層的網絡協議。由于當時各生產廠家的標準不統一。因此這個系統還是個個相對獨立、封閉的系統。不能完全實現網絡互聯互通、信息完全共享。

第三階段：標準化網絡。20世紀80年代，隨著微處理器的產生，計算機技術的獲得了長足的進步。集成電路的出現，更是引領了計算機脫胎換骨的變化，微型計算機的運行速度越來越快、可靠性大大提高、體積卻越來越小、功能越來越齊全、成本卻越來越低。并且局域網也在這一時期獲得了快速發展。通過路由器和調制解調器可以將許多的計算機和通信系統共同組成一個交互式網絡。實現真正意義上的信息共享。

第四階段：網絡互連與高速網絡。20世紀90年代。美國宣布建設信息高速公路。全世界許多國家紛紛響應。建立自己的國家信息基礎工程。目前全球已經形成了以互聯網為核心的網絡與通信技術，達到了全球資源的共享。計算機的廣泛應用，特別是Internet的出現，使得人們對信息的需求量越來越大。通訊與傳感、計算機的緊密結合成為整個社會的“神經中樞”，沒有了通訊，社會成員之間的合作就會受到限制，最終會影響生產力的發展。可見，通訊在當今社會中起著十分重要的作用。數據通信討論的是從一個設備到另一個設備傳輸信息。協議定義了通信的規則，以便發送者和接收者能夠協調他們的活動。在物理層上，信息被轉換成可以通過有線媒體（銅線或光纜）或無線媒體（無線電或紅外線傳輸）傳輸的信號。高層協議則定義了傳輸信息的封裝、流控制和在傳輸中被丟失或破壞信息的恢復技術。

2 當前網絡與通信技術采用的控制技術主要是以下幾種

（1）現場總線技術：現場總線技術完整地實現了控制技術，通信技術與計算機技術的集成。國際電工協會1999年認定通過基金會現場總線EF（Eoundalion Fieldbus）、Controlnel、Profibus、P-Net、FF（Fouodation Fieldbus）、高速以太網、HSE等八種現場總線標準。現場總線技術存在著實時性好、穩定性和可靠性高、技術成熟的優勢但有也存在著總線標準多互聯互通困難數據傳輸速度較慢的不足。

（2）以太網，以太網最大的優勢在于其傳輸信息速度快、不存在現場總線的多種標準問題，可以較好地實現網絡共享、及時通信。早期的以太網存在著集線器不能隔絕沖突擴散，網絡性能不能完全發揮的缺點。現在由于以太網交換機作為一種隔絕沖突的二層網絡設備，極大地提高了網絡的性能。且由于以太網原理簡單、便于實現同時，又價格低廉的局域網技術因此以太網控制技術已經成為當前網絡與通信技術的主流。相信隨著更高性能的快速以太網的出現更使其成為最有前途的網絡技術。

此外，通信技術的發展與應用還可以（1）節約能源消耗，提高信息資源的共享性。人們通過終端設備可以方便地存取異地計算機中心的數據、圖像、聲音等信息。這不僅減少了不必要的數據重復輸入和保管工作，提高了信息流通的速度，發揮了信息的應有價值。而且，可以使人們共享網絡中信息資源，迅速獲得有用的信息，贏得時間和機會。（2）利用遠程教學，推動國際間文化交流。例如，以通信衛星為核心的遠程教學方式，不僅克服了傳統學校教育的局限，解決了全日制小學、中學直到大學都不好解決的掃盲教育、成人教育、職業教育和終身教育等問題；并可以實施開放式教育，擴大教育面，大力開發人力資源。在當代，現代通信如電視、廣播、電子郵件、衛星通信等，與大眾媒介一起，共同使一個國家的文化向全國統一性的方向發展。這為國內不同民族文化、不同地域文化的相互借鑒、相互交流創造了機會，其結果是促進了全民族文化的共同繁榮和發展。在國與國之間，一方面由于通信手段的發展，既增加了國與國之間在政治、經濟、科學技術等領域的競爭，也增加了交流和合作，從而產生了文化融合；另一方面，在宗教、藝術、風俗、生活方式等領域，由于在不同國家之間差別大、獨立性大，不易受到它國文化的影響和異化，會保持其傳統性。與此同時，通信不僅在預報氣象變化、傳遞氣象信息等方面發揮積極作用，而且在戰勝洪水等自然災害方面也有不可低估的作用。由此可見，通信技術不僅在現代社會中占有不可缺少的地位和作用，在經濟，政治，教育方面也具有很強的推動作用。并且作為信息產業核心技術，也獲得了前所未有的發展。