冶金自动化的过程控制级系统的软件组成

核心提示：　　过程控制级计算机的软件由系统软件、中间件（又称支持软件）、应用软件构成。系统软件是面向计算机的软件，与应用对象无关。

　　过程控制级计算机的软件由系统软件、中间件（又称支持软件）、应用软件构成。

系统软件是面向计算机的软件，与应用对象无关。系统软件一般包括以下内容:操作系统、汇编语言、高级语言、数据库、通信网络软件、工具服务软件。系统软件中的主要部分是操作系统。操作系统是裸机之上的第一层软件，它是整个系统的控制管理中心，控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地组织计算机工作流程，为其他软件提供运行环境。过程控制级系统常采用的操作系统有OPENVMS(针对Alpha计算机）WindowsNT/2000x等。

中间件是介于系统软件和应用软件之间的软件。支持软件是一种软件开发环境，是一组软件工具集合，它支持一定的软件开发方法或者按照一定的软件开发模型组织而成。

过程控制级计弊机的应用软件是实时软件。实时软件是必须满足时间约束的软件，除了具有多道程序并发特性以外，还有以下特性：实时性，即如果没有其他进行竞争CPU，某个进程必须能在规定的响应时间内执行完；在线性，即计算机作为整个冶金生产过程的一部分，生产过程不停，计算机工作也不能停；高可靠性，即可避免因为软件故障引起的生产事故或者设备事故的发生。

对于现实世界的一个特定对象，为了一个特定的目的，根据特有的内在规律做出一些必要的简化假设，运用适当的数学工具可得到一个数学结构。数学模型则是由数字、字母或其他数学符号组成的，描述现实对象数学规律的数学公式、图形或算法。

数学模型具有以下特点：

模型的逼真性和可行性。一般来说，总是希望模型尽可能地逼近研究对象。但是一个非常逼真的模型在数学上常常是难以处理的；另外，越逼真的数学模型常常越复杂。所以，建模时往往需要在模型的逼真性与可行性之间做出折中和抉择。

模型的渐进性。稍微复杂一些的实际问题的建模通常不可能一次成功，要经过建模过程的反复迭代，包括由简到繁，也包括删繁就简，以获得越来越满意的模型。

模型的鲁棒性。模型的结构和参数常常是由模型假设及对象的信息（如观测数据)确定的，而假设不可能特别准确，观测数据也是允许有误差的。一个好的数学模型应该具有下述意义的鲁棒性:当模型假设改变时，可以导出模型结构的相应变化；当观测数据有微小改变时，模型参数也只有相应的微小变化。

模型的可转移性。模型是现实对象抽象化、理想化的产物，它不为对象的所属领域所独有，可以转移到其他领域，例如，在生态、经济、社会等领域内建模就常常借用物理领域中的模型。这种属性显示了模型应用的广泛性。

模型的非预制性。虽然已经发展了许多应用广泛的数学模型，但是实际问题是多种多样的，不可能要求把各种模型做成预制品以供人们在建模时使用。

模型的条理性。从建模的角度考虑问题可以促使人们对现实对象的分析更全面、更深人、更具条理性，这样，即使建立的模型由于种种原因尚未达到实用的程度，对问题的研究也是有利的。

模型的局限性。模型的局限性具有两方面的含义：

由数学模型得到的结论虽然具有通用性和精确性，但是因为模型是将现实对象简化、理想化的产物，所以一旦将模型的结论应用于实际问题就回到了现实世界，那些被忽视、简化的因素必须考虑，于是结论的通用性和精确性只是相对的、近似的。

由于受人们认识能力和科学技术发展水平的限制，还有不少实际问题很难得到具有实用价值的数学模型。一些内部机理复杂、影响因素众多、测量手段不够完善、技艺性较强的生产过程，如冶炼过程，常常需要开发专家系统与建立数学模型相结合，才能获得较满意的应用效果。

数学模型可以按照不同的方式分类，按照模型的表现特性，可分为确定性模型和随机性模型（取决于是否考虑随机因素的影响）、静态模型和动态模型（取决于是否考虑时间因素引起的变化）、线性模型和非线性模型（取决于模型酝酿关系）、离散模型和连续模型；按照建模的目的，可分为描述模型、预报模型、优化模型、决策模型、控制模型等。