Referát "Úvod do automatizácie"

Cieľom referátu by malo byť nadobudnutie prehľadu o vývoji automatizácie na Slovensku. Vzhľadom na odporúčané zdroje, teda časopis Automatizácia teória a prax, ročník 1996, som si urobil prehľad o spomínanom vývoji automatizácie od 50tych rokov, až po dnešok.
Vzhľadom na možnosti povojnovej éry a na novoobjavené fyzikálne zákony, ktoré sa podarilo uviesť do praxe, začali sa relatívne rýchlym tempom vyvíjať smery, ktoré boli do tohoto obdobia neznáme. Medzi ne patrila aj kybernetika a automatizácia. Hoci ich počiatky začínajú v oblasti chemického priemyslu, vyvinuli sa do samostatného odboru, a to aj za podpory SAV. Veľké skoky, ktorými sa tento vývoj v priebehu desaťročí uberal, by som sa teraz pokúsil zrekapitulovať, a samotné začiatky popísať o niečo podrobnejšie. Keď preskočím celý vývoj automatizácie na Slovensku, až do roku 1968, dokedy bola automatizácia na našom území braná hlavne ako laboratórna veda a s praktickým nasadením sa ešte veľmi nedalo počítať, zameral by som sa predovšetkým na obdobie vzniku prvého slovenského počítača, RPP16. Po toto obdobie sa udiali výrazné kroky predošetkým v oblasti analógových počítacích strojov, ktoré vo veľkej miere začali nahradzovať bežné spôsoby zložitých výpočtov. Logické obvody prišli až neskôr, a tak sa používali hlavne klasické RLC obvody, ktoré zabezpečovali správny chod analógového počítača.
Analógové počítače boli obvykle stavané ako veľké celokovové skrine, v ktorých boli umiestnené počítacie jednotky, napájacie zdroje, a všetky ovládacie, riadiace a pomocné jednotky. V najjednoduchšom prípade mala každá počítacia jednotka vyvedené na prednom paneli vstupné a výstupné zdierky, ktoré sa spájali so zdierkami ostatných jednotiek prepájacími káblami, skratovacími zástrčkami, a pod. Rôzne koeficienty a počiatočné podmienky sa pri samotnom zadávaní úloh nastavovali pomocou potenciometrov. Postup analógového výpočtu sa riadil prepínaním pracovných režimov počítača. Každý analógový počítač mal tri základné režimy, označované ako príprava, riešenie a zastavenie. Informáciu o výsledku riešenia úlohy zadával analógový počítač v tvare napätí. Na prevod tohto tvaru do zrozumiteľnej podoby sa používali výstupné zariadenia pripojené na jeho výstup. Výstup mohol byť analógový alebo číslicový. Presnosť výpočtov pri riešení úloh sa pohybovala od 3% do 8%.

Počítače, ktoré pracovali s presnosťou 1% sa považovali za veľmi presné a presnosť pod 0,1% sa dosahovala len mimoriadne nákladnými opatreniami. Presnosť výpočtu závisela od typu počítacích jednotiek. Existovali lineárne a nelineárne počítacie jednotky. Jeden z prvých rozšírených analógových počítačov bol napríklad MEDA40 TA, označovaný aj ako eletronický diferenciálny analyzátor. MEDA40TA bol tranzistorový stolový počítač, riešený stavebnicovým systémom. Pomocou rozširovacích slotov bolo doň možné umiestniť 20 výmenných modulových jednotiek. Okrem spomínaného modelu sa v procese automatizácie používali aj počítače AP-S, ktoré slúžili predovšetkým na výuku na stredných školách.
Tieto počítače sa používali na riešenie zložitých diferenciálnych rovníc. S príchodom číslicových počítačov sa začali používať hybridné počítače. Tieto kombinovali kladné vlastnosti oboch systémov. Rýchlosť analógových počítačov a presnosť logických, číslicových počítačov. Tento rozdiel súvisí s presnosťou súčiastok u analógového počítača, a s množstvom iteračných krokov u číslicového počítača. Preto bolo pre číslicové počítače omnoho výhodnejšie riešiť rôzne algebraické rovnice a numerické úlohy. Analógové počítače riešili úlohy spojitého charakteru. Práve pri kombinácii výpočtov výhodných z časti pre každý typ počítača sa osvedčilo používanie hybridných počítačov nielen na výpočty ale aj na riadenie automatizačných procesov. Číslicové počítače pracovali v inej ako desiatkovej sústave. Keďže obvody pracovali iba s dvoma hodnotami, 1 a 0, začala sa používať dvojková sústava ako nosná číselná sústava a tá sa používa dodnes. Medzi logické prvky patria rôzne reléové prvky, elektronické obvody, polovodičové a odporové prvky, oddelovacie hradlo alebo tranzistory. Tým sa dostávam k popisovanému fungovaniu prvého slovenského počítača, spomínaného v stručnej histórii automatizácie na Slovensku. Do roku 1968 si každá krajina riešila možnosti svojich počítačov samostatne a tak bola prakticky nulová šanca rozširovania týchto kompletov o cudzie I/O zariadenia. Po dlhom úsilí pod záštitou prof. Ing. Ivana Plandera vznikol prvý slovenský počítač RPP-16. Z technického hľadiska bol tento počítač jednoadresový, slovne orientovaný dvojkový počítač, určený hlavne pre výrobu a automatizáciu riadenia v reálnom čase.
Počítač RPP-16 obsahoval špeciálne jednotky, umožňujúce vzájomné prepojenie počítačov RPP-16 a prepojenie týchto počítačov s riadiacim počítačom vyššej úrovne. Počítač bol samozrejme už pripravený na pripájanie rôznych externých zariadení, pomocou prostredia JSP (Jednotka Styku s Prostredím).

Vlastnosti počítača umožnovali vo vtedajšej dobe jeho použitie vo všetkých odvetviach výroby, dopravy, obchodu, služieb a automatizácie. Z historického hladiska sú nepochybne zaujmavé aj jeho technické parametre, ako napríklad:
· procesor s pamäťovým blokom 4Kb
· kanál 1Kb prenosov
· kanál blokových prenosov
· elektrický písací stroj
· dierovač diernej pásky
· snímač diernej pásky
Prídavných zariadení bolo relatívne veľa. V dobe, keď sa projektovalo RPP, zodpovedali všetky vstupno-výstupné jednotky danej dobe. Ako výstupné zariadenie sa používal elektrický písací stroj, ktorý bol neskôr nahradený monitorom a dierovač diernej pásky a vstupné zariadenie – snímač diernej pásky v priebehu rokov 1976-1978 nahradené elektrónkovými monitormi značky Tesla. Tieto monitory však mali veľmi neostrý obraz a s dnešnými monitormi sa nedajú porovnávať. Ich čitateľnosť klesala s pribúdajúcim časom, a tak sa po niekoľkých hodinách na monitore nachádzali iba veľlké rozmazané flaky. Čo sa operačných sytémov RPP-16 týka, možno ich rozdeliť na RTOS2, RTOS3, RTOS4, RTOS5 a MOS. Počítače RPP-16 neskôr nahradili počítače SMEP, ktoré boli vyrábané v medzinárodnej spolupráci krajín RVHP, podobne ako počítače JSEP. V dôsledku nekompatibility rôznych externých zariadení, v roku 1968 bol prijatý jednotný systém elektronických počítačov, označovaný aj ako JSEP, ktorý stanovoval určité štandardy pre pripájanie prídavných zariadení. U nás používané JSEP počítače začínajú typom EC-1010 a táto tisícková rada siaha po EC-1050. Kedže sa v rámci RVHP dodávali v tom čase rôzne súčiastky do týchto počítačov z rôznych členských krajín, dochádzalo často k poruchám, ktoré vznikali nie veľmi precíznou výrobou. Často sa stávalo, že plošné spoje praskali už pri minimálnom ohybe.
Medzi ďalšie z prvých počítačov, ktoré však vznikli o niečo neskôr, patril aj počítač rady TESLA 200, ktorý používal na záznam dát 9-stopé magnetické pásky. Prístupová doba niektorých typov pamätí sa skracuje, a začína sa počítať na nanosekundy. Okrem spomínanej páskovej pamäte, začal tento počítač používať aj diskovú pamäť. Dalo sa na ňu zapisovať aj vo forme alfanumerických znakov (6bitov) aj vo forme číslic (4bity). Externá tlačiareň mala rýchlosť 700 riadkov za minútu. Ako operačný systém bol použitý Supervizor Tesla 200. Vo všeobecnosti sa konštatuje, že číslicové počítače tej doby sa vyznačovali veľlkou poruchovosťou a problematickým programovým vybavením. Nemalo by sa však zabúdať na pôvodnú úlohu počítačov.

Keďže toto obdobie začalo vznikať v období krátko po druhej svetovej vojne, dohľad nad vývojom týchto – na tú dobu – supermoderných zariadení prebrala vláda a vojsko. Začiatok využívania počítačov v armáde sa viaže na vznik prvých analógových počítačov, ktoré vznikli z potreby počítania rôznych parametrov dráh lietadiel. Keďže analógovýcm počítačom trvalo riešenie diferenciálnych rovníc veľmi krátku dobu, boli ideálne na použitie v protivzdušnej obrane, kde sa niekoľko rokov využívali. S koncom dvadsiateho storočia sa však počítače zminiaturizovali, a ich výkon narástol. A tak dnes môže takmer každý využívať ich výkon pre systémy automatizácie takmer kdekoľvek.

	Tento článok bol vytlačený zo stránky https://referaty.centrum.sk

História počítačov - automatizácia