Общепризнанно, что электроника является катализатором научно — технического прогресса во всех областях народного хозяйства, основой автоматизации машин, оборудования, технологических процессов и других систем управления. Однако широкомасштабное её использование во всех сферах человеческой деятельности предполагает наличие субъективных условий, главное из которых — общедоступность электронных изделий различного назначения. Это значит, что электроника должна быть дешёвой в широком понимании — с учётом затрат материальных и трудовых ресурсов на её проектирование, производство и эксплуатацию.
Развитие микроэлектронной технологии, обеспечившее появление больших (БИС) и сверхбольших схем (СБИС), создало предпосылки для резкого снижения стоимости систем управления. Но практическая реализация достижений технологии БИС и СБИС в широких масштабах стала возможной только с изобретением микропроцессора (МП) — универсального компонента, который стал связующим звеном для нового поколения изделий микроэлектроники (БИС и СБИС) и обеспечил его функциональную полноту. Выдающееся значение микропроцессора заключается не столько в его собственной универсальности, сколько в том, что он придаёт свойство универсальности всей совокупности современного поколения БИС и СБИС, обеспечивающих низкую стоимость систем управления. Благодаря этому МП стал проводником электроники во все сферы народного хозяйства.
Микропроцессоры показали, что они являются качественно новыми приборами в сфере изделий электронной техники, элементной базы радиоэлектронных систем. Существенным отличием микропроцессора от других элементов радиоэлектронных систем является замена физического, схемного метода реализации заданных функций математическим, программным методом. Последний представляет проектировщику существенно большие возможности, снимает ряд физических ограничений при реализации различных функций, формализуя при этом и сам процесс функционирования разработанного радиоэлектронного узла, что обеспечивает абсолютную повторяемость характеристик и их независимость от физических условий применения.
Замечательным свойством микропроцессорных систем является их высокая гибкость, возможность быстрой перенастройки при необходимости даже значительных изменений алгоритмов управления. Как правило, перенастройка осуществляется программным путём без существенных производственных затрат. Более того, микропроцессоры позволяют легко реализовать принципы открытых систем, функциональные возможности которых могут наращиваться по мере необходимости или по мере появления новых технических средств. Тем самым обеспечивается соответствие технического уровня микропроцессорных систем управления самым современным требованиям в течение длительного времени.
Универсальность микропроцессорных систем обеспечивает их доступность широкому кругу потребителей. Наряду с потенциально низкой стоимостью это определяется и возможностью централизации производства универсальных микропроцессорных систем, специализация которых под конкретные задачи (т.е. программирование) осуществляется самим потребителем.
Введение в состав микропроцессора полей памяти, логических схем управления внешними устройствами, а затем и преобразователей информации породило однокристальные микро — ЭВМ. Поскольку для применения в разнообразных условиях однокристальные микро — ЭВМ оказались достаточно эффективными, они стали массовой продукцией микроэлектронной технологии. И на сегодняшний день трудно представить себе реализацию информационно — управляющей системы без применения микропроцессора или однокристальной микро — ЭВМ.
По назначению информационно — управляющие системы делят на ИУВС для управления технологическими процессами и ИУВС для управления отраслями производства, предприятиями, городским хозяйством и т.д. Характерные особенности ИУВС, предназначенных для управления технологическими процессами:
• наличие ограниченного набора чётко сформулированных задач;
• требования оптимизации структуры ИУВС для конкретного применения;
• работа в реальном масштабе времени, т.е. обеспечение минимального времени реакции на изменение внешних условий;
• наличие развитой системы внешних устройств, их большое разнообразие;
• существенное различие функциональных задач;
• высокие требования по надёжности с учётом большой продолжительности непрерывной работы;
• сложные условия эксплуатации;
• обеспечение автоматического режима работы или режима с участием оператора как элемента системы.
Ядром ИУВС, реализующим процесс переработки информации и формирования воздействий на объект управления, является микро — ЭВМ. Применение микро — ЭВМ в ИУВС способствует:
• повышению надёжности;
• снижению стоимости системы;
• сокращению сроков разработки аппаратных средств и программного обеспечения;
• быстрой адаптации к изменениям требований заказчика в процессе разработки системы в период её модернизации;
• более простому осуществлению функций распределённого, децентрализованного управления;
• обеспечению модульного принципа построения системы.
Как правило задачи, решаемые информационно — управляющими системами классифицируются следующим образом:
• ввод и предварительная обработка входной информации от внешних устройств;
• обработка входной информации в микро — ЭВМ;
• решение основных функциональных задач;
• выработка управляющих воздействий на внешние устройства и объекты управления;
• диагностирование ИУВС;
• вывод информации.
