Стандарты языков программирования

Было образовано пять проблемно-ориентированных подразделений для разработки стандартов в следующих пяти областях:

Часть 1. Общая информация

Часть 2. Требования к оборудованию и тестам

Часть 3. Языки программирования

Часть 4. Руководства пользователя

Часть 5. Разработка сообщений

Первая, вторая и третья части были опубликованы IEC (МЭК). Четвертая часть была издана как эскиз для голосования. Пятая часть была одобрена комитетом в первом чтении, и сейчас рассматривается еT следующий вариант. Пятая часть разбита на 2 части: Стандарт MMS Companion - ISO/IEC 9506/05 (Разработка спецификации сообщений - разработка сообщений для программируемых контроллеров) - и IEC 1131-5 (Программируемые контроллеры - связь

IEC 1131-3 - стандарт для языков программирования - был издан IEC и воспринимается в США как стандарт NEMA. Это издание вызвало повышенный интерес к тому, как этот стандарт повлияет на будущее программируемых контроллеров.

Разработка языков стандарта

Стандарт IEC 1131-3 определяет языки для программируемых контроллеров таким образом, что части прикладной программы могут быть запрограммированы на любом языке и скомпонованы в единую исполняемую программу. При разработке стандарта было найдено так много вариаций языков для программируемых контроллеров, что было невозможно выбрать одну из существующих вариаций в качестве общего языка. Поэтому соответствующее подразделение принялось за разработку нового общего языка с применением современных принципов разработка программного обеспечения. Новый стандарт включает структурное программирование, абстрактные типы данных, выделение данных и процедур в блок (инкапсуляцию) в сочетании с сохранением тесной связи с классическими языками для программируемых контроллеров.

Стандарт IEC 1131-3 описывает два графических языка: "Диаграмма цепей" (LD) и "Диаграмма функциональных блоков" (FBD). В этих языках графические символы обеспечивают прямое соответствие между графическим представлением решения задачи и программой, решающей эту задачу.

LD использует стандартизированный набор символов для ступенчатого программирования. По существу, эти диаграммы являются представлением релейной логики. Люди, понимающие релейную логику, могут программировать на языке "Диаграмма цепей".

FBD - это графический язык, который повсеместно используется в Европе. Элементы этого языка выглядят как блоки, соединTнные проводами в электрическую цепь, делая язык удобным для множества прикладных программ, содержащих передачу информации или данных между различными компонентами. Функциональные блоки - это программные объекты, которые представляют специализированные функции управления, используемые в управляющих системах. В терминах объектно-ориентированного программирования функциональные блоки - это объекты, но не все объекты являются функциональными блоками.

В дополнение к графическим языкам LD и FBD стандарт IЕС 1131-3 определяет элементы языка "Схема последовательных функций" (SFC) - "шаги", "переходы" и "блоки операций", которые могут быть использованы для организации "операций", написанных на любом языке, для получения алгоритмов последовательного управления. Основой элементов SFC служит стандарт IEC 848. который является международной версией хорошо известного французского стандарта "Grafcet".

В IEC 1131-3 определяется также два стандартных текстовых языка: "Список команд" (IL) и "Структурированный текст" (ST). IL - это язык низкого уровня, аналогичный германскому стандарту "Anwelsungsliste", в то время как ST - это язык высокого уровня, разработанный для структурного программирования. Язык ST предоставляет булевы и арифметические операторы, а также конструкции структурного программирования, такие, как IF... THEN ELSE, CASE, WHILE DO, а также REPEAT...UNTIL.

Одной из задач, появившихся у подразделения экспертов, было гармоничное использование функциональных блоков в среде четырTх стандартных языков.

Традиционным использованием функциональных блоков в языке LD было программное замещение простых электромеханических элементов, таких как счTтчики и таймеры, в то время как их использование в FBD оказалось более сложным, напоминающим разводку кросс-плат в стационарных управляющих системах.

Использование функциональных блоков в языке IL и LD примерно одинаково, в то время как совсем нет никакого механизма их использования в традиционных структурированных языках, таких как Паскаль или СИ. Много усилий было затрачено на определение того, как использование функциональных блоков может быть согласовано со всеми четырьмя языками.

Группа экспертов понимала, что она, скорее всего, не сможет определить все типы данных и операции для решения всех возможных проблем управления. Поэтому в IЕС 1131-3 детально описываются механизмы, посредством которых производители и пользователи могут определить новые типы данных, функции и функциональные блоки. Таким образом, данный стандарт является "саморасширяющимся", и можно ожидать, что он будет в состоянии обслуживать много поколений новых технологий управления.

В IЕС 1131-3 детально описываются механизмы инкапсуляции данных и операций. Например, если пользователь хочет снова и снова применять одну и ту же последовательность функций управления, он может выделить еT в функциональный блок, поместить этот функциональный блок в "библиотеку", а затем установить копии этого функционального блока столько раз, сколько потребуется для управляющих программ. Простым примером такого функционального блока является блок устранения "дребезга" контактов. Рисунок также показывает, как описание внешнего интерфейса блока (рис. 2а) может быть полностью отделено от его внутренней реализации. Как показано на рис. 2 (b-е), эта реализация может быть выполнена на любом языке IEC 1131-3 (или даже на каком-либо другом стандартном языке, таком, как СИ или Паскаль).

Такая инкапсуляция дает возможность упрятать детали реализации блока от его пользователя, которому необходимо иметь представление только о его применении.

Такой подход ведет к созданию высококачественного, общедоступного и экономичного программного обеспечения для управляющих систем.

2.3 Польза и важность стандарта PLC: IEC 1131-3 (МЭК 1131-3

От применения стандартов IEC 1131 выигрывают и пользователи, и создатели

программируемых контроллеров. Что касается пользователей, теперь они

смогут определить характеристики программируемых контроллеров,

построенных на базе стандартов, используя универсальные термины.

Универсальные наборы языковых стандартов будут означать, что для

обучения всех желающих писать программы для программируемых контроллеров

может быть использована одна обучающая программа. Те, кто пишет и

использует в своей работе программы для контроллеров, будут использовать

эти стандарты постоянно. Это те люди, которые по роду своей работы

должны не только читать руководство, а ещеT и знать особенности языка.

Чтобы лучше понять эти новые стандарты, необходимо некоторое время

поработать с ними. Тем не менее опыт, уже накопленный при работе с

существующими языками для программируемых контроллеров, тоже пригодится

для изучения языков, удовлетворяющих стандартам.

Еще одна категория людей, которая выиграет от применения этих стандартов

- инженеры, системные интеграторы и администраторы. Им придется изучить

много языков, но это обучение будет стандартизовано. Такое обучение

повысит уровень знаний людей, которые ежедневно поддерживают работу

таких систем, что, в свою очередь, окажется полезным для производства

самих контроллеров. Обучение, как правило, будет проводиться

производителями программируемых контроллеров.

Поскольку производители предлагают не только ту продукцию, которая

соответствует стандартам, им придTтся тратить больше усилий на обучение.

Производителям предстоит долгий путь по стандартизации своей продукции.

В таких странах, как США, где нет жTстких сроков введений стандартов,

производители будут уступать требованиям пользователей по стандартизации

оборудования постепенно. Однако европейские страны, такие, как Германия

и Франция, заменят свои государственные стандарты серией IEC 1131 и,

таким образом, потребуют от производителей сразу после замены

стандартизировать оборудование. После принятия стандарта в Европе

пользователи смогут пройти обучение на месте не только у производителей,

но и их партнTров. Это позволит пользователям строить заводы в любой

стране. Имея стандартизированную систему языков, производители

программируемых контроллеров выиграют в цене и производительности при

поставке таких контроллеров в любую точку планеты по сравнению с

контроллерами, в которых используются нестандартные языки. В США, где

отношение к стандартам менее жTсткое, стандарты больше используются как

предмет дискуссии между производителями и пользователями. Естественно,

во время переходного периода потребуется время как для обучения

пользователей, так и для обучения производителей, но вместе с тем

стандарты обеспечат для программируемых контроллеров большую гибкость в

адаптации быстрым изменениям в технологии производства, не увеличивая

затрат на обучение и разработку программного обеспечения.

Когда производитель предлагает к продаже программируемый контроллер,

который отвечает стандартам, он должен прилагать список поддерживаемых

возможностей.

В IEC 1131-3 не определяется максимальный или минимальный набор

возможностей; единственное, для чего он предназначен, - это создать базу

для конкуренции производителей в целях достижения максимального удобства

для пользователей.

3.3 Будущее стандарта PLC: IEC 1131-3 (МЭК 1131-3).

В будущем появится общий формат файлов, что даст возможность

обмениваться программами между различными системами. С помощью такого

формата можно будет разрабатывать пакеты функциональных блоков для

конкретных прикладных программ и с лTгкостью добавлять их в существующие

системы.

Для применения концепции стандарта IEC 1131-3 к пользовательским

требованиям к стандарту Fieldbus, разрабатываемому подкомиттетом IEC SC

65C/WG6, была образована группа экспертов IEC TC 65/WG6*

Это позволит пользователям создавать большие системы, объединяя в

подсистемы необходимые пакеты. Программное обеспечение станет

независимым от аппаратных средств, на которых оно выполняется, что

упростит перенос программного обеспечения между системами. Это сделает

пользователей более независимыми при выборе программного обеспечения.

Чтобы в распределенных управляющих системах использовать функциональные

блоки за пределами программируемых контроллеров, был создан стандарт IЕС

TC65/WG6 - для приложения концепций IЕС 1131-3 к пользовательским

требованиям, предъявляемым к разрабатываемому подкомитетом IEC SC

65C/WG6 стандарту Fieldbus. Пользователи Fieldbus должны понимать, как

заданные средства связи могут объединяться с прикладным программным

обеспечением. Это потребует расширения стандарта для программируемых

контроллеров, чтобы была возможность их общения с распределTнными

системами и интеллектуальными конечными устройствами, такими как датчики

и приводы головок- (рис. 3).

Применение инструментальных средств, поддерживающих стандарты 1131-3,

начнTтся тогда, когда производители предоставят соответствующие системы,

а пользователи научатся эффективно их применять. Следующим аналогичным

этапом будет разработка функциональных блоков. Точно так же, как IEC

1131-3 систематизирует существующую практику и расширяет будущие

возможности в работе с программируемыми контроллерами, стандарт

функциональных блоков IEC TC65/WG6 объединит и систематизирует концепции

IEC 1131-3 и пользовательские требования к Fieldbus (ISA SP50.4). Кроме

этого, будет проведена систематизация и стандартизация текущих

исследований в области распределTнных систем, состоящих из

интеллектуальных, автономных и взаимодействующих друг с другом

элементов, образующих "колонии" управляющих систем.

Из всего сказанного следует, что основой для программирования,

конфигурирования и объединения таких систем будут концепции стандарта

1131-3 и функциональных блоков. Это даTт пользователям гарантию того,

что изучение стандарта 1131-3 не только поможет им более эффективно

работать сейчас, но заложит базу для работы на долгие годы.

3. Стандарты языков программирования

3.1 ГОСТ 22558-89 Язык программирования Кобол.

Название документа ГОСТ

Номер документа22558-89

Год выпуска документа89

Тип файла.pdf

Размер архива33314781 байт

Обозначение ГОСТ 22558-89

Заглавие на русском языкеЯзык программирования КОБОЛ

Заглавие на английском языке Programming language COBOL

Дата введения в действие01.01.1991ОКС35.060

Код КГСП85;

Код ОКСТУ4002

Индекс рубрикатора ГРНТИ 500509

Ключевые слова программирование; программы вычислительных машин

Вид стандарта Основополагающие стандарты

Вид требований Документ имеет отметку *Обозначение заменяемого(ых) ГОСТ 22558-77

Содержит требования: ISOISO 1989:1985

Содержит требования: СЭВСТ СЭВ 6184-8

8Нормативные ссылки на: ГОСТГОСТ 22558-77;

Документ внесен организацией СНГ Академия наук УССР Управление Ростехрегулирования530 - Отдел стандартизации и сертификации информационных технологий, продукции электротехники и приборостроения Разработчик МНД Российская Федерация Межгосударственный ТК22 - Информационная технология

Дата последнего издания 05.11.1991Количество страниц (оригинала)811Организация – Разработчик Академия наук УССР;

Киевский институт кибернетики

Статус Действует.

3.2 ГОСТ 23057-78 Язык программирования. Базисный Фортран.

Обозначение стандарта:              ГОСТ 23057-78

Статус стандарта:              действующий

Название рус.:              Язык программирования Базисный Фортран

Название англ.:              Programming language basic FORTRAN

Дата введения в действие:              01.01.1979