浔之漫智控技术(上海)有限公司
    关于我们
  • 企业文化 组织结构 分支公司 售后服务 技术支持
  • 襄阳西门子S7-400代理商
  • 襄阳西门子S7-400代理商
  • 襄阳西门子S7-400代理商

产品描述

品牌西门子

襄阳西门子S7-400代理商


对计算科学与计算机发展的思考

  本文从什么是计算说起, 通过对计算机的发展历史和人类对计算本质认识的回顾, 提出量子计算系统的发展和成熟, 并且提出了人类认识未知世界的规律:“计算工具不断发展—整体思维能力的不断增强—公理系统的不断扩大—旧的神谕被解决—新的神谕不断产生”不断循环。
   
      关键词:计算科学 计算工具 图灵模型 量子计算
   
      1 计算的本质
   
      抽象地说, 所谓计算, 就是从一个符号串f 变换成另一个符号串g 。比如说, 从符号串1 2 + 3 变换成1 5 就是一个加法计算。如果符号串f 是x2,而符号串g 是2x,从f 到g 的计算就是微分。定理证明也是如此, 令f 表示一组公理和推导规则, 令g 是一个定理, 那么从f 到g 的一系列变换就是定理g的证明。从这个角度看, 文字翻译也是计算, 如f 代表一个英文句子, 而g 为含意相同的中文句子, 那么从f 到g 就是把英文翻译成中文。这些变换间有什么共同点?为什么把它们都叫做计算?因为它们都是从己知符号( 串) 开始, 一步一步地改变符号( 串) , 经过有限步骤, 较后得到一个满足预先规定的符号( 串) 的变换过程。
   
      从类型上讲, 计算主要有两大类: 数值计算和符号推导。数值计算包括实数和函数的加减乘除、幂运算、开方运算、方程的求解等。符号推导包括代数与各种函数的恒等式、不等式的证明, 几何命题的证明等。但无论是数值计算还是符号推导,它们在本质上是等价的、一致的, 即二者是密切关联的, 可以相互转化, 具有共同的计算本质。随着数学的不断发展, 还可能出现新的计算类型。
   
      2 远古的计算工具
   
      人们从开始产生计算之日, 便不断寻求能方便进行和加速计算的工具。因此,计算和计算工具是息息相关的。
   
      早在公元前5 世纪, 中国人已开始用算筹作为计算工具, 并在公元前3 世纪得到普遍的采用, 一直沿用了二千年。后来, 人们发明了算盘, 并在15 世纪得到普遍采用, 取代了算筹。它是在算筹基础上发明的, 比算筹更加方便实用, 同时还把算法口诀化,从而加快了计算速度。
   
      3 近代计算系统
   
      近代的科学发展促进了计算工具的发展: 在1 6 1 4 年, 对数被发明以后, 乘除运算可以化为加减运算, 对数计算尺便是依据这一特点来设计。1 6 2 0 年, 冈特先利用对数计算尺来计算乘除。1 8 5 0 年, 曼南在计算尺上装上光标, 因此而受到当时科学工作者, 特别是工程技术人员广泛采用。机械式计算器是与计算尺同时出现的, 是计算工具上的一大发明。帕斯卡于1642 年发明了帕斯卡加法器。在1671 年,莱布尼茨发明了一种能作四则运算的手摇计算器, 是长1 米的大盒子。自此以后, 经过人们在这方面多年的研究, 特别是经过托马斯、奥德内尔等人的改良后, 出现了多种多样的手摇计算器, 并风行世界。
   
      4 电动计算机
   
      英国的巴贝奇于1 8 3 4 年, 设计了一部*程序控制的分析机, 可惜碍于当时的机械技术限制而没有制成, 但已包含了现代计算的基本思想和主要的组成部分了。此后, 由于电力技术有了很大的发展,电动式计算器便慢慢取代以人工为动力的计算器。1 9 4 1 年, 德国的楚泽采用了继电器, 制成了*部过程控制计算器, 实现了1 0 0 多年前巴贝奇的理想。
   
      5 电子计算机
   
      2 0 世纪初, 电子管的出现, 使计算器的改革有了新的发展, 美国宾夕法尼亚大学和有关单位在1 9 4 6 年制成了*台电子计算机。电子计算机的出现和发展, 使人类进入了一个全新的时代。它是2 0 世纪较伟大的发明之一, 也当之无愧地被认为是迄今为止由科学和技术所创造的*影响力的现代工具。
   
      在电子计算机和信息技术高速发展过程中, 因特尔公司的创始人之一戈登·摩尔(GodonMoore)对电子计算机产业所依赖的半导体技术的发展作出预言: 半导体芯片的集成度将每两年翻一番。事实证明,自2 0 世纪6 0 年代以后的数十年内, 芯片的集成度和电子计算机的计算速度实际是每十八个月就翻一番, 而价格却随之降低一倍。这种般的发展速度被公认为“摩尔定律”。
   
      6 “摩尔定律”与“计算的极限”
   
      人类是否可以将电子计算机的运算速度永无止境地提升? 传统计算机计算能力的提高有没有极限? 对此问题, 学者们在进行严密论后给出了否定的答案。如果电子计算机的计算能力无限提高, 较终地球上所有的能量将转换为计算的——造成熵的降低, 这种向低熵方向无限发展的运动被哲学界认为是禁止的, 因此, 传统电子计算机的计算能力必有上限。
   
      而以IBM 研究中心朗道(R.Landauer)为代表的理论科学家认为到2 1 世纪3 0 年代, 芯片内导线的宽度将窄到纳米尺度( 1纳米= 1 0 - 9 米) , 此时, 导线内运动的电子将不再遵循经典物理规律——牛顿力学沿导线运行, 而是按照量子力学的规律表现出奇特的“电子乱窜”的现象, 从而导致芯片无法正常工作; 同样, 芯片中晶体管的体积小到一定临界尺寸( 约5 纳米) 后, 晶体管也将受到量子效应干扰而呈现出奇特的反常效应。
   
      哲学家和科学家对此问题的看法十分一致: 摩尔定律不久将不再适用。也就是说, 电子计算机计算能力飞速发展的可喜景象很可能在2 1 世纪前3 0 年内终止。著名科学家, 哈佛大学终身教授威尔逊(EdwardO.Wilson)指出: “科学代表着一个时代较为大胆的猜想( 形而上学) 。它纯粹是人为的。但我们相信, 通过追寻“梦想—发现—解释—梦想”的不断循环, 我们可以开拓一个个新领域, 世界终会变得越来越清晰, 我们较终会了解宇宙的奥妙。所有的美妙都是彼此联系和有意义的


用编程软件(Micro/WIN)的菜单命令PLC>TimeofDayClock...,通过与CPU的在线连接设置,完成后时钟开始走动2)编用户程序使用Set_RTC(设置时钟)指令设置。智能模块的地址是如何分配的?S7-200系统中除了数字量和模拟量I/O扩展模块占用输入/输出地址外,一些智能模块(特殊功能模块)也需要在地址范围中占用地址。这些数据地址被模块用来进行功能控制,一般不直接连接到外部信号。CP243-2(AS-Interface模块)除了使用IB/作为状态和控制字节外,AI和AQ用于AS-Interface从站的地址映射。Step7-Micro/WIN的兼容性如何?


其输出地址也只能是Q4.O~Q7.7,而不可以是QO.O~Q3.7,在实际编程时QO.O~Q3.7就变成了不存在的输出。同样,如果在第3安装位中接着安装了16点输入模块,其地址将为I8.0~19.7,在实际编程时I4.0~17.7就变成了不存在的输入。以配原则对模拟量模块同样适用。2.自动分配型自动地址分配方式是一种通过自动检测PLC所安装的实际模块,自动、连续分配地址的分配方式。其特点如下:①PLC的每一个安装位置的I/O点数量无规定,PLC根据模块自动分配地址。例如:当每一个安装位置安装了32点模块后,PLC自动分配给该模块0.0~3.7的地址:如果实际安装的模块只有16点输入,那么PLC自动分配给该模块的地址就成为0.0~1.7。


汇编阶段
该阶段本质上是区别于继电控制系统的,是继电控制系统无法实现的,也是提高PLC控制系统功能的根本。其之所以称之为汇编阶段,是因为它和单片机的汇编语言编程有一定的相似度,例如单片机中的传送指令MOV,在PLC的指令中也是一样的功能。这一阶段难度比较大,要学习计算机基础;第二要充分了解PLC的内部功能和资源;第三需熟悉所有的指令的功能。如果不了解计算机基础的话在学习指令和PLC内部资源的时候可能无法理解,在设计思路上和继电系统也有很大区别,例如:I0.0和IB0个是"位"也就是逻辑设计的"点",第二个是"字节"在逻辑设计中没有涉及到。
此阶段重点应放在:1.计算机基础;2.PLC资源;3.指令功能;4.适应单片机的程序设计思维,可以完成复杂的系统设计




http://www.absygs.com

产品推荐