計算機(jī)控制中網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)分析
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摘要：二十世紀(jì)末以來計算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，為網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。最近幾年，我國的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)有很大的進(jìn)步，在我國社會的各行各業(yè)都發(fā)揮著力量。本文介紹了幾種常見且使用率高的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)，分析它們是如何在計算機(jī)控制中發(fā)揮作用的。
關(guān)鍵詞：計算機(jī)；控制；網(wǎng)絡(luò)；通信技術(shù)
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)結(jié)合的理論的提出，是現(xiàn)代信息溝通領(lǐng)域一個里程碑式的進(jìn)步。通過這兩種技術(shù)的結(jié)合，信息傳遞的方式更加豐富，速度也得到了極大的提升，極大地方便了人與人之間的溝通。這二者的結(jié)合突破了傳統(tǒng)通信技術(shù)信息交換和數(shù)字編碼的限制，在現(xiàn)代快節(jié)奏的社會中充分發(fā)揮了作用。
1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是現(xiàn)代通信技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，通過一些硬件的設(shè)備和線路，將處于不同區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)連接起來，從而達(dá)到不同計算機(jī)之間的信息流通和交換。簡單來說，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就是在不同計算機(jī)之間搭建了一條能夠溝通的路。我們所說的網(wǎng)絡(luò)是指由電話線、電纜等數(shù)據(jù)線以及無線傳輸方式，建立的以計算機(jī)為節(jié)點的信息傳輸渠道。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由資源網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)兩種系統(tǒng)組成。一般來說，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要由六種互聯(lián)的設(shè)備組成，包括路由器、網(wǎng)關(guān)、中繼器、網(wǎng)橋、集線器以及交換器。通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間各節(jié)點信息的傳遞，實現(xiàn)電子數(shù)據(jù)的傳輸和共享，是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使用的主要方式。
2計算機(jī)數(shù)據(jù)通信技術(shù)
數(shù)據(jù)通道并不是一個通道，而是指不同計算機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的過程。隨著技術(shù)的革新，數(shù)據(jù)通信具有不同的發(fā)展階段，從傳統(tǒng)利用模擬信號達(dá)成的模擬通信，到使用數(shù)字信號的數(shù)字通信，再到如今依靠信息源發(fā)出的數(shù)據(jù)信號，數(shù)據(jù)通信能夠傳遞的信息越來越豐富，速度也在不斷提高。其中，數(shù)據(jù)通信又可分為電路交換、報文交換和分組交換三種交換方式。計算機(jī)之間的信息傳輸和共享，主要是通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實現(xiàn)的。使用相同計算機(jī)語言的計算機(jī)可以在相同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)上，進(jìn)行信息交換。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的選擇，往往要根據(jù)有具體的情況來確定，而不是一成不變的。
3網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)類型
3.1以太網(wǎng)
現(xiàn)代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，以太網(wǎng)是使用最為廣泛、運行最為穩(wěn)定的技術(shù)，無論在商用還是政府官方使用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中都是主流的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，同時，以太網(wǎng)技術(shù)還在不斷改進(jìn)，并逐漸適應(yīng)工業(yè)方面的工作。以太網(wǎng)技術(shù)能夠發(fā)展到今天的地步，離不開它極高的適應(yīng)性和先進(jìn)性，具體優(yōu)勢可以總結(jié)為以下幾點：①以太網(wǎng)能夠在各種類型、各種用途的計算機(jī)中發(fā)揮穩(wěn)定的效用，并且對使用現(xiàn)場總線的標(biāo)準(zhǔn)也沒有很嚴(yán)格的限定，能夠在各種場合發(fā)揮作用；②由于技術(shù)發(fā)展已經(jīng)比較成熟，以太網(wǎng)在建設(shè)和使用過程中的成本控制效率較高，設(shè)備、技術(shù)、維修等方面都具有一定的成本優(yōu)勢；③資源豐富硬件資源豐富是以太網(wǎng)的重要優(yōu)勢之一；④傳輸速度與其他技術(shù)相比有很大的優(yōu)勢，不僅速度快切傳輸穩(wěn)定，提高了資源的共享及信息交流的效率；⑤開發(fā)潛力大其具有上述多種優(yōu)勢，在許多領(lǐng)域成為了主流技術(shù)，還可以延伸到許多其他領(lǐng)域，開發(fā)潛力大，具有持續(xù)發(fā)展的意義。
3.2現(xiàn)場總線技術(shù)
現(xiàn)場總線技術(shù)一般應(yīng)用于生產(chǎn)過程中及微機(jī)化測量控制儀器或設(shè)施中，其能夠構(gòu)成數(shù)字化及開放式的信息傳輸系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線技術(shù)的作用是能夠極大的幫助計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運行和控制，提高穩(wěn)定性，降低系統(tǒng)成本。國際電工協(xié)會對于八種現(xiàn)場總線的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了確認(rèn)，如以太網(wǎng)、基金會現(xiàn)場總線FF等。正是因為現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用，位于不同位置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備才能聯(lián)系成一個整體，實現(xiàn)信息共享、數(shù)據(jù)傳遞的功能。該技術(shù)的基本特點有幾下幾點：①由微處理器將分散在不同位置的設(shè)備聯(lián)系成一個網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行統(tǒng)一的控制。②使信息的處理更加及時、迅速、穩(wěn)定，隔絕了不同地區(qū)外在因素的影響。③處于不同位置的設(shè)備雖然形成整體運行，但是每個版塊的功能相對獨立，就算某個板塊出現(xiàn)故障，其他版塊也可以繼續(xù)運行，提高了可靠性，在一種功能失效后，不影響其他功能的正常運行，在維護(hù)上也較為方便。
4計算機(jī)控制中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的發(fā)展階段
4.1聯(lián)機(jī)階段
聯(lián)機(jī)階段，計算機(jī)的中央處理器是運行的主體。在這一階段中，計算機(jī)需要對處于不同位置的多臺計算機(jī)進(jìn)行連接，并進(jìn)行信息交換，此時，主處理器將處理規(guī)劃連接的順序、接收后的存放位置以及一定的反饋工作，計算機(jī)其他剩余的部分也會在主處理器的指揮下對接受的信息進(jìn)行處理，并將信息反饋給主處理器。在整個過程中，中央處理器除了要負(fù)荷本身的處理工作外，還要指揮其他結(jié)構(gòu)，這在一定程度上提高了對中央處理器性能的要求。而隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息鏈接的對應(yīng)端不斷增加，中央處理器要應(yīng)對的對象越來越多，負(fù)擔(dān)不斷加重，處理器的運行效率下降，對信息的處理質(zhì)量在不斷降低。一般人們采用增設(shè)通信控制器或前段處理器的方法來解決這個問題，這兩種設(shè)備可以獨立負(fù)責(zé)計算機(jī)與終端計算機(jī)的對接，可以極大地提高數(shù)據(jù)處理的速度。
4.2計算機(jī)互聯(lián)階段
二十世紀(jì)六十年代，網(wǎng)絡(luò)基本處于互聯(lián)階段。當(dāng)時使用的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)一定的信息共享，系統(tǒng)具有分組交換、控制等功能，但與現(xiàn)在使用的通信系統(tǒng)相比還是具有較大的封閉性，且在計算機(jī)之間的連通性上也有很大限制，效率與現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相差甚遠(yuǎn)。
4.3標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)階段
微處理器和集成電路的誕生使計算機(jī)技術(shù)進(jìn)入了一個嶄新的階段。二十世紀(jì)八十年代以來，計算機(jī)的體積在不斷的縮小，然而，計算機(jī)運行的效率卻沒有降低，反而得到了巨大的提升。現(xiàn)在使用的計算機(jī)不僅體積輕薄，功能完善，運行也越發(fā)穩(wěn)定。再加上企業(yè)管理模式改變等社會的進(jìn)步，人們通過路由器和調(diào)制解調(diào)器等設(shè)備，發(fā)展出了局域網(wǎng)，從而實現(xiàn)了一些群體計算機(jī)之間交互式網(wǎng)絡(luò)的誕生，這種網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)信息的完全共享，且與外界網(wǎng)絡(luò)環(huán)境隔絕，呈現(xiàn)了較大的私密性。
4.4互連和高速網(wǎng)絡(luò)階段
信息高速公路理論是二十世紀(jì)九十年代提出的一種思想，在這種思想的發(fā)展過程中，它逐漸展現(xiàn)出了其余現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息通信的切合性。美國是世界上最早開始重視信息工程建設(shè)的國家，在美國之后，全球范圍內(nèi)也逐漸接受了這一思想，開始進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息工程的建設(shè)。現(xiàn)在，全球互聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)已經(jīng)完全建立了起來，實現(xiàn)了全球性的信息資源共享。
5計算機(jī)控制中的網(wǎng)絡(luò)與通信的主要技術(shù)
5.1以太網(wǎng)
以太網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)相比有許多優(yōu)勢，如以太網(wǎng)建設(shè)成本低、應(yīng)用范圍廣，能夠兼容絕大多數(shù)軟件和硬件設(shè)備，通信傳遞的效率高，因此在世界范圍內(nèi)，以太網(wǎng)市場的前景都非?？捎^。目前階段，不僅僅是商用計算機(jī)通信，在一些工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)也開始使用以太網(wǎng)。就市場情況來看，以太網(wǎng)技術(shù)與其他技術(shù)相比，具有很大的技術(shù)性優(yōu)勢，而又因為其成本低廉，它的價格在市場上有較強(qiáng)的競爭力。采用以太網(wǎng)來建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)，能夠讓網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本得到節(jié)約。而這些優(yōu)勢不僅使以太網(wǎng)在市場上不斷擴(kuò)張發(fā)展，也推動了整個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域的發(fā)展。
5.2現(xiàn)場總線技術(shù)
利用現(xiàn)場總線技術(shù)，可以實現(xiàn)微機(jī)化的測量控制設(shè)備與生產(chǎn)現(xiàn)場之間的數(shù)字化和開放化通信，保證計算機(jī)控制的網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的完整實現(xiàn)。目前常用的現(xiàn)場總線技術(shù)采用的是基帶傳輸。這種方式具有較快的運行效率和獨立性，以至于它的時效性和穩(wěn)定性都比較強(qiáng)。另外，由于現(xiàn)場總線系統(tǒng)中發(fā)揮左右的各模塊相對分散，在進(jìn)行維護(hù)時可以分別進(jìn)行，減少對整體系統(tǒng)的影響。此外，現(xiàn)場總線技術(shù)與其他技術(shù)相比，線路之間的互聯(lián)結(jié)構(gòu)更加開放，不同層級的線路大街變得更加方便，且因為具有較強(qiáng)的互操作性，就算是不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備，只要確保使用相同的通信協(xié)議，彼此之間的聯(lián)通就不會有障礙。
6計算機(jī)控制中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的應(yīng)用
目前，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)得到了不斷的發(fā)展，其應(yīng)用的范圍也不斷擴(kuò)展，例如電子數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、個人移動通信、電子信箱等。當(dāng)然，它的應(yīng)用范圍并不局限于此。打個比方，目前最常用的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)就是3G和4G技術(shù)的運用。在城市配電網(wǎng)絡(luò)中使用3G和4G技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)配電網(wǎng)中的自動化通信系統(tǒng)，配合應(yīng)急處理系統(tǒng)，在事故發(fā)生時，能夠在第一時間向控制中心傳遞消息，并采取措施控制。再比如無線視頻技術(shù)在企業(yè)、政府部門之間的運用，也是通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)，來將上級的指令傳達(dá)下去。這些計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的應(yīng)用在個人生活和政府工作中都發(fā)揮著巨大的作用。
7結(jié)語
當(dāng)今社會，無論是工作、學(xué)習(xí)還是日常生活，人們都無法離開計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)。正式因為這些技術(shù)的廣泛運用，才使得當(dāng)今人們的生活水平提升。目前計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)?shù)乃剑覀儾荒芡Ｖ固剿?，隨著人們對生活質(zhì)量的要求不斷提高，一些對于通信技術(shù)的新的要求被提出，如果有一天這些要求能被滿足，也將成為一個巨大的跨越，并為人們的生活提供更多的幫助。
參考文獻(xiàn)
[1]向立莉.試論計算機(jī)控制中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2014（06）.
作者：張智 單位：國家新聞出版廣電總局694電臺