Виртуалды аспап

Виртуалды аспап - бұл компьютердің үйлесімі, әмбебап аппараттық кіріс-шығыс сигналдарды және толық жүйенің конфигурациясы мен жұмысын анықтайтын мамандандырылған бағдарламалық жасақтама.

Виртуальный прибор представляет собой комбинацию компьютера, универсальных аппаратных средств ввода-вывода сигналов и специализированного программного обеспечения, которое, собственно, и определяет конфигурацию и функционирование законченной системы. По сути, в руках создателя системы имеется конструктор (набор), из которого даже не искушенный в компьютерных технологиях инженер или исследователь может построить измерительный прибор любой сложности. Теперь скорее требования задачи и соответствующее этому программное обеспечение, а не возможности прибора определяют функциональные характеристики законченного прибора.

Ең қарапайым жағдайда, виртуалды құрылғы - тиісті бағдарламалық жасақтамамен және онымен орнатылған (ISA немесе PCI слотында) немесе LPT порты арқылы қосылған сыртқы құрылғыны, сондай-ақ қазіргі заманғы сыртқы интерфейстер арқылы орнатылған арнайы деректер жинау тақтасымен бірге жеке компьютер. Мұндай интерфейстер USB, RS-232, FieldBus, FireWire, IrDA, GPIB және т.б. болуы мүмкін.

Дербес компьютер нақты құрылғыларды басқарады және оның функцияларын орындайды, бұл осы құрылғымен жұмыс істей алатын инженерге виртуалды аналогымен жұмыс істеуді жалғастыруға мүмкіндік береді.Виртуалды құрылғы тек берілген тапсырмаларды шешу үшін қажетті индикаторларды және басқару элементтерін қамтуы мүмкін. Сонымен қатар мамандарды өзінің ресурстарын сақтап, оны операторлық қателіктерге байланысты істен шығу қаупіне ұшыратпай виртуалды  аналогті нақты жабдықтармен  дайындауға болады.

Микропроцессерлі құрылғылардан виртуалды құрылғылардан айвырмашылықтары:

•  операторға қол жетімді қолданбалы өлшеу есептерін кең ауқымды шешуге мүмкіндік беретін стандартты қолданбалы компьютерлік бағдарламалар қоры ( сигналдарды зерттеу және өңдеу, датчиктерден мәліметтерді жинау және т.б) ;
•  зерттеу және өлшеу мәліметтерін жергілікті компьютер желілерімен  жедел беру мүмкіндігі;

- қолданушыға жүйемен өзара әрекеттесуінің жылдам дамуын қамтамасыз етуіне мүмкіндік беретін  жоғары дамыған графикалық интерфейсі

- үлкен көлемді ішкі және сыртқы жадысын пайдалану мүмкіндігі және де өлшеудің ерекше проблемаларын шешу үшін компьютерлік бағдарламаларды құрастыру;

- өлшеу нәтижелерін құжаттау үшін әр түрлі құрылғыларды жылдам қолдану мүмкіндігі.

Виртуалды құралдарды құрудың архитектурасы

Виртуалды құрылғыны екі жолмен жасауға болады: тізбектелген немесе параллельархитектурамен.

Тізбектелген архитектурасы бар виртуалды асапта (кейде орталықтандырылған жүйе деп атайды) таңдалынған сигналдарды түрлендіретін жүйе бөлшектеріоларды тізбектей өңдейді.Сондықтан барлық тиісті электрониканы компьютер слотына орналастырылады

Паралель архитектурасыен виртуалды аспап
әрқайсысында талданатын сигналдарды түрлендіруге арналған жеке түйіндері бар және компьютерлік процессор тек мультиплексинг режимінде жұмыс істейтін паралель канал қатарынан тұрады (яғни  сигналдардың біріктірілуі).

Виртуалды аспапты құру принципі әрбір арнада сигналды өңдеуді өз бетінше оңтайландыруға мүмкіндік береді.. В такой системе преобразование сигналов можно выполнять локально в месте расположения источника исследуемого сигнала, что позволяет передавать сигналы от измеряемого объекта в цифровой форме.

Мұндай жүйеде сигналды түрлендіру өлшенген нысаннан сигналдарды цифрлық формада беруге мүмкіндік беретін жергілікті сигнал көзінің орналасқан жерінде орындалуы мүмкін.

[pic 1]

Сурет-1.Виртуалды аспатың структуралық схемасы.

Виртуалды аспаппен жеке элементтер арасындагы байланыс  сыртқы аспаптарға қосылған (дисплей, сыртқы жады, принтер плоттер) компьютердің ішіндегі шинаның көмегімен іске асырылады, сондай ақ өлшеу схемасы коммутатор, АСТ(аналогты сандық түрлендіргіш) және үлгілік бағдарламамен басқарылатын кернеу мен жиілік блогынан тұрады. САТ көмегімен басқарылатын аналогті сигналды өңдеуге болады. Интерфейсті модуль ИМ өлшеуіш аспанты аспаптық интерфейске қосады. Коммутатор - аналогті кернеудің сыртқы датчиктен жүйеге берілуін қамтамасыз ететін аспап.  Виртуалды аспаптың жеңіл түйіндерін дербес компьютердің бір платасына ғане орналастыруға болады. Белгіленген бағдарлама бойынша өлшенетін тапсырмаға сәйкес жүйенің құрылысы мен архитектурасы өзгеретін өте қиын структуралы виртуалды аспаптар бар.