臺灣博碩士論文加值系統

摘要
近年來電腦工業在快速發展之下，個人電腦已大幅提昇資訊處理效能與使用多工即時系統的可行性。此外配合週邊多媒體影音設備與網路科技的發展，個人電腦已足可取代小型計算機或工作站的部分工作項目。
本研究主要利用個人電腦之優點，整合區域網路各工作端主機，形成一分散式之模擬系統。此系統包含指令器、模擬器、與硬體輸出輸入之功能。硬體輸出輸入工作端使用個人電腦內插式(Plug-in)介面卡來建構，透過介面卡與顯示燈號的連接，模擬參數動態即時資訊可透過儀錶控制面板顯示，以方便操作人員在模擬過程中判讀參數的即時資訊。
本模擬系統具備之優點如下:(一). 整合網際網路形成一分散式系統，並將工作區塊分配到不同工作端，以同時進行處理，大幅提高資料處理的效率。(二). 插卡系統採標準擴充介面，不僅維修方便且價格低廉，並具有高度的互通性與擴充性。(三). 以軟體為主的圖形化人機介面(Man Machine Interface; MMI)具有親和力且使用方便易判讀。(四). 軟體介面採開放性規格，方便修改維護且具有高度擴充能力。(五).輸出輸入系統搭配圖形化使用者介面，可大幅減少傳統儀控面板之佈線設計，大幅降低日後維修之困擾。
模擬系統建構完成後，以PCTran為模擬計算程式，並利用軟體工程之統計使用模式測試理論進行相關測試工作，統計使用模式測試方法可優先挑選較常使用之狀態以進行測試，並依據此一原則，本研究所規劃之七個測試案例，已成功找出系統中隱藏之異常現象與錯誤，並在測試報告中提出相關的修正與建議。
本論文還特別針對區域網路流量進行評估，且由評估之數據可以發現，高速乙太網路所提供之網路流量與模擬系統使用流量比較，兩者相差約10~ 倍。因此本模擬系統已提供足夠之網路傳輸流量可供各終端機之間進行資料傳輸。

Abstract
During the pass few years, the computer technology has huge progress. The personal computer (PC) has lots of improvement in the performance of data processing, and in the capability of implementation multitasks and real-time system. In addition, PC can integrate multimedia devices and networks. As a result, it can replace parts of the work of minicomputer and workstation.
The research integrates each PCs at the local area network to construct a distributed simulation system. The system includes the instruction station, simulators, and the hardware input/output subsystem. The hardware input/output subsystem uses plug-in interfaces. The dynamic data are displayed on the instrument panel by connecting the interface cards and panel items. The simulation system has some advantages as follows:
1. Integrating the through network communication to construct a distributed environment. Distribute tasks to different PC of the network, and process them at the same time, in order to improve the performance of data processing.
2. The interfaces adopt the open architecture. They are low price and easy to maintain. Plus, they have high extensionability and inter-operationabilty.
3. The graphical Man Machine Interfaces have high familiarity. They are easy to use.
4. Software Interfaces adopt open specifications. They are easy to be modified, and also have high extensionability.
5. I/O Subsystem that uses Graphic User Interfaces could largely reduce traditional instrument panel layout, and reduce the maintenance effort.
Statistical Usage-based Model is used to perform the simulation system testing, including the PCTran model, which is responsible for the simulation calculation. Statistical Usage-based Model chooses the mostly used states to the Test Scripts. Seven Test Scripts are designed in this study, and successfully found the defects hidden in the system. The required modifications and advices have been written in the test report.
The research also evaluates the transmission load of the network. Comparing the data transmission rate during the simulation with the Fast Ethernet transmission rate, it is found 10~ times data are allowed. Therefore, the constructed network provides enough transmission rate for data transfer.

目 錄
摘要………………………………………………………………………I
致謝辭 …………………………………………………………………V
目 錄 ……………………………………………………………….VI
圖目錄……………………………………………………………………X
表目錄…………………………………………………………………XIV
第一章 緒論 ……………………………………………………………1
1.1 研究動機…………………………………………………………1
1.2 研究目的…………………………………………………………3
1.3 研究概要…………………………………………………………3
第二章 個人電腦架構模擬系統……………………………………… 5
2.1 模擬系統架構……………………………………………… 5
2.1.1 區域網路伺服器 (Network Server)……………………6
2.1.2 網路備份伺服器 (Backup Server) ………………………7
2.1.3 模擬器 (Simulator)………………………………………8
2.1.4 資料庫伺服器(Database Server) ………………………9
2.1.5訊號輸出輸入系統(I/O System) …………………………11
2.1.6 指令器(Instructor) ……………………………………12
2.1.7 系統組成 …………………………………………………13
2.2模擬系統平台組合………………………………………………16
2.2.1 網路通訊協定…………………………………………… 16
2.2.2 ActiveX物件………………………………………………18
2.2.3 I/O System 架構…………………………………………20
2.2.3.1 硬體輸出輸入系統架構…………………………… 20
2.2.3.2 研華(Advantech) PCI-1756介面卡……………… 21
2.2.3.3 研華(Advantech) PCL-727介面卡…………………25
2.2.3.4 儀控面板…………………………………………… 29
2.2.3.5 軟體輸出輸入系統架構…………………………… 32
2.2.3.6 高數量輸出輸入訊號之設計……………………… 34
2.3 模擬系統說明………………………………………………… 35
2.3.1. 系統說明…………………………………………………35
2.3.2 操作流程………………………………………………… 38
第三章 系統測試………………………………………………………40
3.1 使用模式測試(Usage Based Model) ………………………41
3.1.1 分析測試項目……………………………………………43
3.1.2 發展使用模式……………………………………………46
3.2 測試案例描述…………………………………………………48
3.3 測試結果………………………………………………………63
3.3.1 測試案例#1………………………………………………63
3.3.2 測試案例#2………………………………………………67
3.3.3 測試案例#3………………………………………………71
3.3.4 測試案例#4………………………………………………72
3.3.5 測試案例#5………………………………………………76
3.3.6 測試案例#6………………………………………………76
3.3.7 測試案例#7………………………………………………76
3.4 測試報告………………………………………………………77
3.5 儀控面板顯示歷史資料測試報告……………………………80
第四章 系統評估………………………………………………………84
4.1 網路流量分析…………………………………………………84
4.1.1 檔案傳輸流量分析………………………………………85
4.1.2 模擬過程資料流量分析…………………………………86
4.2 儀控面板訊號即時性分析……………………………………94
4.3 模擬系統品質評估……………………………………………97
第五章 結論與建議………………………………………………… 100
5.1 結論……………………………………………………………100
5.2 建議……………………………………………………………101
參考文獻………………………………………………………………104
附錄……………………………………………………………………105

參考文獻
1.高耀智主編 “工業控制器專輯”,電機月刊六月號，1999年出版。
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