机械工程测控技术基础及系统集成应用 屠大维 第五章新

第五章计算机集成应用根底2/5/20241内容提要

单片微控制器

数字信号处理器

嵌入式微处理器

可编程控制器

系统集成中的计算机接口技术

计算机通信原理与人机接口

计算机网络结构与网络协议

系统集成体系结构与现场总线技术

思考和练习题2/5/20242测控系统中的计算机种类：微控制器嵌入式微处理器〔MPU〕数字信号处理器〔DSP〕可编程控制器〔PLC〕PC机2/5/20243单片微控制器

单片微控制器,又称为单片微型计算机、单片机，是SingleChipMicrocomputer的直译。微控制器的最大特点是单片化，即将计算机的根本部件微型化，使之集成在一块芯片上。优点：体积减小，功耗和本钱下降，可靠性提高。代表：8051、MCS-251、MCS96/196/296、P51XA、C166/167.68K系列，MCU8XC930/931、C540/541等。2/5/20244微控制器的硬件结构2/5/202451.中央处理单元中央处理单元CPU是单片微控制器硬件的核心局部，主要完成微控制器的运算和控制功能。2.存储器存储器是用来存放程序和数据的部件。由一个个存储单元组成。组成算术逻辑单元（运算单元）控制单元按存取方式分类只读存储器（ROM）随机存取存储器（RAM）按所处位置分类片内存储器片外存储器按存储内容分类程序存储器数据存储器2/5/202463．I/O接口微控制器同外部系统的硬件接口。(1)通用I/O接口

输入设备的功能是将外界的各种信息转换成微机所能接收和识别的二进制信息形式。输入设备有键盘、鼠标、光笔、扫描器、读卡机等外部设备，还包括用来传输采集数据的I/O接口。

输出设备的功能是将微机对二进制信息的处理结果转换成人们所能接收和识别的形式。输出单元有显示器、打印机、绘图机、刻录机等外部设备以及通过各种总线连接的控制对象。(2)定时/计数器定时器包含定时功能和计数功能，既可以作为输入也可以作为输出。2/5/20247(3)模数转换器ADC和数模转换器DACADC模拟信号数字化用于数字显示或在串行口传输。DAC数字信号转化成模拟信号用于模拟信号控制。(4)串行端口分为同步串行端口和异步串行端口。同步串行端口用于系统内通信。异步串行端口通常用于同计算机经RS232接口进行通信。(5)系统总线

地址总线传送地址信息。单向流动。数据总线传送数据信息。双向流动。控制总线传送控制命令和状态信息。系统总线地址总线AB数据总线DB控制总线CB2/5/20248微控制器的指令系统

指令是让单片微控制器执行某种操作的命令。

机器语言的指令按一定的顺序以二进制码的形式存放于程序存储器中。

汇编语言的指令是用助记符书写的，助记符是英文单词的缩写；单词的含义指出了指令的功能。汇编语言程序特点优点：节省内存空间、运行速度快、效率高。缺点：但可移植性差，编程的难度和工作量大。指令系统机器语言汇编语言2/5/20249数据传送指令主要用于实现数据传送。算术运算指令主要用于各类算术、逻辑运算。程序控制指令控制程序的流向、改变程序执行的顺序。指令类型算术与逻辑运算指令通用数据传送指令累加器专用传送指令地址传送指令标志传送指令数据传送指令加、减、乘、除与、或、异或清零、取反和循环移位程序控制指令2/5/2024102/5/202411数字信号处理器代表：TexasInstruments的TM320C2000/C5000系列Motorola的DSP56000系列Philips的REALDSP等另外，Intel的MCS-296和Siemens的TriCore各有应用范围。

数字信号处理器，简称为DSP处理器，专门用于信号处理。

针对高速数据传输和密集数值运算，DSP处理器在结构、指令系统和指令流程等方面进行了特殊设计，可以进行向量运算、数字滤波等运算量很大的数据处理。2/5/202412DSP特点

1)具有专业的算术处理能力。能够进行单周期快速运算，允许任意计算次序；2)具有高效的数据存取能力。单周期内能取两个以上操作数，保证快速的乘累加运算；3)具有快速多样的寻址能力。能产生信号处理算法需要的特殊寻址，如循环寻址和位翻转寻址；4)有相应的硬件循环缓冲区，能执行无开销循环和转移操作；5)有扩展接口能力。有串口、DMA控制器、定时器、A/D等丰富的外设资源。2/5/202413DSP处理器的根本结构组成1.多总线结构DSP采用哈佛总线结构来提高执行效率。哈佛结构的程序存储器和数据存储器独立编址，能够互不干扰地独立访问，数据的吞吐量提高。a)冯.诺依曼结构图b)哈佛结构2/5/2024142.流水线结构流水线操作技术通过并行处理多条指令，减少指令执行时间，从而增加了处理器的处理能力。2/5/2024153.硬件乘法器硬件乘法器可以在单周期内完成一次乘法运算。以满足DFT、FFT、滤波器等运算对大量的乘法运算的需求。4.多处理单元多个功能单元可以并行操作，使DSP在相同时间内可完成更多操作，提高程序执行速度。多个功能单元包括累加器、硬件乘法器、算术逻辑单元、辅助算术单元以及DMA控制器等。2/5/2024165.片内外设将常用的外围设备集成在DSP芯片内，形成片内外设。限制了占用DSP处理内核的时间，使处理器时间不会浪费在与慢速外设之间的互操作上。DSP芯片的片内外设包括事件管理模块、模拟数字转换模块、串行通信模块、串行外设接口模块、中断管理系统和系统监视模块。6.特殊的DSP指令不同系列的DSP芯片都具备一些特殊的DSP指令，以充分发挥DSP算法及各系列特殊设计的功能，提高DSP芯片的处理能力。2/5/202417DSP芯片分类按根本特性分DSP芯片在某时钟频率范围内的任何频率上能正常工作，除计算速度有变化外，没有性能的下降，这类DSP芯片为静态DSP芯片。多种DSP芯片的指令集和相应的机器代码及管脚结构相互兼容,那么它们称为一致性的DSP芯片。定点DSP芯片浮点DSP芯片按数据格式分按用途分通用型DSP芯片专用型的DSP芯片2/5/202418DSP系统的优点1〕接口方便。2〕编程方便。3〕稳定性好。4〕精度高。5〕可重复性好。6〕集成方便。对于简单信号处理任务，假设采用DSP那么使本钱增加。DSP系统中的高速时钟可能带来高频干扰和电磁泄漏等问题。DSP系统消耗的功率也较大。DSP系统的缺点典型的DSP应用系统2/5/2024192/5/202420嵌入式微处理器

嵌入式微处理器简称微处理器，由通用计算机中的CPU演变而来，具有32位以上的处理器，具有较高的性能。根据IEEE〔国际电气和电子工程协会〕的定义：嵌入式系统是“用于控制、监测仪器、机器、设备的辅助运行装置〞。国内普遍认同的嵌入式系统的定义：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为根底，软件硬件可裁减，适应应用系统对功能、可靠性、本钱、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。2/5/202421与通用计算机处理器相比只保存和嵌入式应用紧密相关的功能硬件，去除其他的冗余功能局部，以最低的功耗和资源实现嵌入式应用的特殊要求。同时在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。与工业控制计算机相比具有体积小、重量轻、本钱低、可靠性高的优点。与单片微控制器相比在嵌入式计算机系统的高端应用方面，具有更大的优势。嵌入式微处理器的主流体系有

ARM、MIPS、PowerPC、x86、SH等。2/5/202422嵌入式系统的组成结构2/5/202423嵌入式系统硬件的根本构成嵌入式系统硬件以嵌入式微处理器为核心，由嵌入式微处理器、总线、存储器、输入输出接口和设备组成。(1)嵌入式微处理器嵌入式微处理器是由通用微处理器开展来的。与通用微处理器相比，具有不同的特点，具体表现在：1)实时和多任务处理功能。2)存储区保护功能。3)集成度高。4)低功耗。(2)总线片内总线就是嵌入式微处理器CPU与片内其他组件连接的总线；片外总线集成在微处理器内或外接扩展芯片上，用于与外部设备连接。2/5/202424(3)存储器高速缓冲存储器Cache集成在嵌入式微处理器内，存放的是当前使用最多的程序代码和数据，即主存中局部内容的副本。Cache分为数据Cache、指令Cache和混合Cache。主存是处理器能直接访问的存储器，用来存放运行中的程序及数据。外存是处理器不能直接访问的存储器，用来存放用户的各种信息。容量大，可永久保存数据，但存取速度比主存要慢得多。(4)输入输出接口和设备嵌入式系统通常把大多数接口和局部外设集成到嵌入式处理器上，如Timer、RTC、UART、GPIO、USB、A/D、D/A、LCD控制器、DMA控制器和中断控制器等。2/5/202425(1)设备驱动层设备驱动层为上层软件提供了设备的操作接口，分为硬件抽象层HAL、板级支持包BSP、设备驱动程序三局部。(2)操作系统OS层嵌入式操作系统能够有效管理工作复杂的系统资源，完成进程管理、处理器调度、存储管理、设备管理、中断处理等操作系统任务。包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等软件模块。嵌入式系统的操作系统以内核映像的形式下载到目标系统中。(3)应用程序接口API层应用程序接口API是一系列复杂的函数、消息和结构的集合体。在API函数中，提供大量的常用模块，可加快用户应用程序的开发，统一应用程序的开发标准。(4)应用程序层嵌入式应用软件是指嵌入式系统中面向特定应用的软件。嵌入式支撑软件是指辅助应用软件开发的工具软件，包括系统分析设计工具、仿真工具、交叉开发工具、测试工具、配置管理工具和系统维护工具等。嵌入式系统软件的层次结构

2/5/202426实时嵌入式操作系统主要面向控制、通信等领域，如VxWorks、pSOS、QNX、Nucleus等。非实时嵌入式操作系统主要面向消费类电子产品，包括PDA、移动、机顶盒、电子书、WebPhone等，如SmartPhone操作系统。测控系统属于实时系统。从通用性角度通用型嵌入式操作系统专用型嵌入式操作系统通用型嵌入式操作系统一般需经过重新定制，以适应具体应用要求，常用的有WindowsCE、嵌入式Linux、VxWorks等。专用型嵌入式操作系统是针对性强，可以不经裁减地直接使用，常用的有SmartPhone、PocketPC、Symbian等。从实时性角度实时嵌入式操作系统非实时嵌入式操作系统硬实时和软实时可抢占式和不可抢占式嵌入式操作系统分类

2/5/202427与通用的操作系统相比，它除了具备一般操作系统最根本的功能，如任务调度、同步机制、中断处理、文件处理等外，还具有一些特征：可定制性和可移植性。高实时性和可靠性要求。低资源占有性。程序一体化和固化代码。快速启动，直接运行。嵌入式软件的开发平台和运行平台各不相同。嵌入式软件特点2/5/202428嵌入式系统的小结嵌入式系统最显著的特点是面对工控领域的测控对象。

嵌入式系统的重要特征1)系统内核小。2)专用性强。3)实时性。4)多任务处理功能。2/5/2024292/5/202430可编程控制器可编程逻辑控制器，简称PLC。国际电工委员会〔IEC〕的定义：可编程控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，带有存储器、可以编制程序的控制器。它能够存储和执行指令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关的外围设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩展其功能的原那么设计。2/5/202431特点：1)可靠性高，抗干扰能力强。2)功能完善，通用性强。3)易学易用。4)系统的设计、建造工作量小，维护方便。5)体积小，重量轻，能耗低。按照结构形式分整体式PLC模块式PLC叠装式PLC按照I/O点数及功能分小型机中型机大型机PLC的功能：1)开关量的逻辑控制2)模拟量控制3)运动控制4)过程控制5)数据处理6)通信及联网分类：2/5/202432PLC结构组成及工作原理PLC硬件根本结构2/5/202433工作原理

可编程控制器PLC采用周期性循环扫描的串行工作方式。扫描过程示意图运行状态(RUN)停止状态(STOP)PLC工作状态运行状态是执行应用程序的状态。停止状态一般用于程序的编制与修改。2/5/202434PLC指令及其程序设计根本指令主要用于实现开关量的逻辑控制。步进指令可以按照状态对顺序过程进行控制。功能指令主要用于较为复杂的数学运算、程序流程的控制以及PLC的特殊功能模块通讯控制。基本指令（或逻辑指令）步进指令功能指令（或应用指令）PLC指令2/5/202435(1)系统软件系统管理程序用以完成机内运行相关时间分配、存储空间分配管理及系统自检等工作。用户指令的解释程序用以完成用户指令变换为机器码的工作。系统软件在用户使用PLC之前就已安装入机内，并永久保存。(2)应用软件应用软件也叫用户软件。是用户为到达某种控制目的，采用PLC厂家提供的编程语言自主编制的程序。系统软件应用软件PLC软件系统管理程序用户指令的解释程序专用标准程序块2/5/202436编程语言1)梯形图梯形图语言是一种以图形符号及其在图中的相互关系表示控制关系的编程语言，是从继电器电路图演变过来的。在梯形图中，PLC的各种软元件〔软继电器〕具有常开触点、常闭触点、线圈等符号。2)指令表指令表也叫做语句表，是程序的另一种表示方法。指令表与汇编语言有点类似，由语句指令依一定的顺序排列而成。PLC的指令表与梯形图程序一一对应，可以相互转化。2/5/2024373〕顺序功能图顺序功能图常用来编制顺序控制类程序。包含步、动作、转换三个要素。4〕功能图块功能图块是一种类似于数字逻辑电路的编程语言，该编程语言用类似与门、或门的方框来表示逻辑运算关系。方框的左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量，信号自左向右流动。5〕结构文本为了增强PLC的数学运算、数据处理、图表显示等功能，许多大中型PLC都具备了PASCAL、BASIC、C语言等高级编程语言。这种编程方式叫作结构文本。2/5/2024382/5/202439系统集成中的计算机接口技术系统集成中接口技术的作用外部设备品种繁多，特别在控制领域中，各种智能仪表、传感器、通讯模块以及机电传动设备的规格、型号各异，因此，计算机与外部设备进行系统集成时存在信息采集传输、类型转换匹配等接口问题。系统集成中的接口功能：(1)信号转换功能(2)数据缓冲功能(3)设备选择功能(4)中断管理功能(5)接受、解释并执行微处理器的命令功能(6)可编程功能(7)数据宽度变换功能2/5/202440系统集成中计算机接口1.模拟与数字接口(1)模拟量接口模拟量接口是计算机测控系统中实际物理信号的I/O接口。包括模／数(A／D)和数／模(D／A)转换接口。2/5/202441(2)模／数（A／D）转换接口模／数（A／D）转换是指通过一定的接口电路将模拟量转换为数字量。

A/D转换的过程：信号采样

保持

量化

编码。采样是将连续时间信号变成离散时间信号的过程。量化是将连续数值信号变成离散数值信号的过程。编码电路将数字信号转换成二进制代码。

实现A／D转换的方法比较多，常见的有计数法、双积分法和逐次逼近法。(3)数／模（D／A）转换接口数／模（D／A）转换是指通过一定的接口电路将数字量转换为模拟量。D／A接口电路实现相对A/D接口要简单，一般先通过T型电阻网络将数字信号转换成为模拟电脉冲信号，经低通滤波器处理消除噪声。2/5/2024422.串行通信接口串行接口是一位接一位串行地传输数据。串行数据传输传输速度慢，传输距离远。串行通信接口包括RS－232、RS－422、RS－485等。3.并行通信接口一组比特在多条线上同时被传输的方式为并行传输，接口为并行接口。优点：传输速度快、处理简单。缺点：线路条数多，不适合远距离传输。并行传输优于串行传输的主要特征表现为：并行传输为CPU与外部设备之间的信息传输提供了类似于访问存储器的工作方式，具有较高的速率和简单的协议。2/5/2024434.USB接口USB(universalSerialBus)，即通用串行总线，是一种连接外部设备的机外总线。它提供机箱外即插即用连接，用户在连接外设时不用再翻开机箱、关闭电源。USB采用级联方式，能识别外部设备的插入或拆卸。USB具有快速、双向、即插即用且价格低廉等特点。5.IEEE1394接口IEEE1394接口，亦称“火线〞〔FireWire〕。有两种形式：一种是与计算机并行总线同处在总线底板上，称为总线底板环境串行总线；另一种是用电缆连接的串行总线，称为电缆环境串行总线。6.以太网接口以太网遵循IEEE802．3标准，核心思想是使用共享的公共传输信道。传输速率——10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s和10Gb/s。传输介质——光缆和双绞线。接口——RJ-45接口和光纤接口。USB和IEEEl394是近年开展起来的新型接口标准，主要应用于高速数据传输领域。2/5/2024442/5/202445计算机通信原理与人机接口计算机通信原理

从概念上讲，把计算机所参与的通信系统称作为计算机通信系统。“数据通信〞是指对计算机数据的通信，即通过计算机与通信线路相结合，完成对计算机或终端数据的传输、交换、存储和处理任务。一种简单的点对点式计算机数据通信系统模型2/5/202446数据传输方式单工模式半双工模式全双工模式串行通信方式并行通信方式2/5/202447同步传输异步传输数据传输单位：字符。传送内容：起始位+字符+停止位。传输特点：字符间异步，字符内部各位间同步。同步方式：接收端通过检测起始位和停止位来接收最新到达的字符，使得收发双方每传输一个字符就校正一次同步关系。在字符传输时，收/发双方以预先约定的传输速率，在时钟的作用下，传输字符中的每一位。优点：时钟精度要求不高，不必传输专门的时钟控制信息，易于实现。缺点：每个字符需要2-3个位的额外开销。串行传输中，数据是一位一位依次传输的，每位数据的发送和接收都需要时钟来控制。发送端通过发送时钟确定数据位的开始和结束，接收端需要在适当的时间间隔对数据流进行采样，以正确地识别数据。接收端和发送端必须保持步调一致，否那么就会使数据传输出现过失。串行传输分为异步传输和同步传输。数据传输单位：帧。传送内容：前同步码+多个字符代码+后同步码。同步方式：建立同步时钟有两种方式：独立时钟线路、嵌有时钟信息的数据编码位〔如，曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码提供的同步信号〕；收发双方通过发送和鉴别“前同步码〞和“后同步码〞，来判断数据的开始和结束，实现数据帧同步。同步传输的协议可分为面向字符、面向比特和面向字节计数三种。串行传输2/5/202448人机接口是计算机和人之间的连接界面，实现计算机与人机交互设备之间的信息交换。人机交互设备是人和计算机之间建立联系、交换信息的外部设备，可以分为输入设备和输出设备。1)输入设备输入设备是人向计算机输入信息的设备，按输入信息的形态可分为字符〔包括汉字〕输入、图形输入、图象输入及语音输入等。常见的输入设备有：键盘、鼠标、扫描仪、触摸屏。2)输出设备输出设备是直接向人提供计算机运行结果的设备。常见的输出设备有：显示器、打印机。人机接口2/5/2024492/5/202450计算机网络结构与网络协议计算机网络就是分布在不同地理位置的计算机通过通信设备和线路连接起来，以功能完善的网络软件〔网络应用软件、网络通信协议及网络操作系统等〕实现互相通信及网络资源共享的系统。资源共享是计算机网络的一个重要特征。共享软件、硬件和数据资源。从逻辑功能上计算机与终端（负责数据处理）通信控制处理机与通信链路（负责数据通信）资源子网部分通信子网部分从计算机网络系统组成上计算机网络按网络覆盖范围分局域网城域网广域网2/5/202451网络协议是网络进行数据信息交换时共同遵守的规那么、约定与标准。网络协议语义：用于解释构成协议的元素的含义，即需要发出何种信息、完成何种动作以及做出何种应答。语法：语法是指用户数据与控制信息的结构或格式，以及数据出现的顺序的意义。时序：事件实现顺序的详细说明。网络协议的组成要素语义语法时序2/5/202452计算机网络层次结构模型和各层协议的集合被定义为计算机网络体系结构。网络体系结构ISO/OSI参考模型1978年，国际标准化委员会组织ISO的分支委员会提出了开放系统互联OSI(OpenSystemInterconnection)参考模型，简称OSI/RM。这种功能层次划分的目的是每一层都能执行本层的具体任务，且功能相对独立，通过接口与相邻层连接。依靠各层之间的接口和功能组合，实现系统间、各节点间的信息传输。2/5/202453第l层：物理层。在物理信道上传输原始的数据比特流，提供为建立、维护和撤除物理链路连接所需的各种传输介质、通信接口特性等。第2层：数据链路层。在物理层提供比特流效劳的根底上，建立相邻节点之间的数据链路，通过过失控制保证数据帧在信道上无过失地传输，并进行数据流量控制。第3层：网络层。为传输层的数据传输提供建立、维护和终止网络连接的手段。把上层传来的数据组织成数据包，在节点之间进行交换传送，并进行拥塞控制。第4层：传输层。为上层提供端到端(最终用户到最终用户)的透明、可靠的数据传输效劳。所谓透明的传输是指在通信过程中传输层对上层屏蔽了通信传输系统的具体细节。第5层：会话层。为表示层提供建立、维护和结束会话连接的功能，并提供会话管理效劳。第6层：表示层。为应用层提供信息表示方式的效劳，如数据格式的变换、文本压缩和加密技术等。第7层：应用层。为网络用户或应用程序提供各种效劳，如文件传输、电子邮件、分布式数据库以及网络管理等。2/5/202454从各层的网络功能角度看，第1~2层解决有关网络信道和信息帧问题，第3~4层解决网络路由和信息传输效劳问题，第5~7层处理对应用进程的访问问题。从控制角度看，第l~3层可以看作是传输控制层，负责通信子网的工作，解决网络中的通信问题；第5~7层为应用控制层，负责有关资源子网的工作，解决应用进程的通信问题；第4层为通信子网和资源子网的接口，起到连接传输和应用的作用。2/5/2024552/5/202456系统集成体系结构与现场总线技术系统集成体系结构计算机测控系统是以计算机为主体，加上检测装置、执行机构与被控对象(生产过程)共同构成的整体。系统中的计算机实现生产过程的检测、监督和控制功能。1．数据采集系统〔DAS〕数据采集系统把需要采集的过程参数经过采样、A/D转换变为数字信号送入计算机，计算机对这些输入量进行计算处理(如数字滤波、标度变换、越限报警等)，并按需要进行显示和打印输出。计算机不直接参与过程控制，对生产过程不直接产生影响。2．直接数字控制系统DDC用一台计算机对多个被控参数进行巡回检测，检测结果与给定值进行比较，并按预定的数学模型(如PID控制规律)进行运算，其输出直接控制被控对象，使被控参数稳定在给定值上。用计算机代替模拟调节器进行控制，被控参数给定值是预先设定的，不能根据生产工艺信息的变化及时修改。2/5/2024573．监督控制系统(SCC)计算机按照描述生产过程的数学模型计算出最正确给定值送给模拟调节器或DDC计算机。模拟调节器或DDC计算机控制生产过程，从而使生产过程始终处于最优工况。从概念上讲，把计算机所参与的通信系统称作为计算机通信系统。“数据通信〞是指对计算机数据的通信，即通过计算机与通信线路相结合，完成对计算机或终端数据的传输、交换、存储和处理任务。SCC＋模拟调节器控制系统SCC＋DDC控制系统2/5/2024584．集散控制系统(DCS)集散控制系统(DCS)，又称分布式控制系统，以微处理器为核心，实现地理上和功能上的分散控制，同时通过高速数据通道把各个分散点的信息集中起来，进行集中的监视和操作，并实现复杂的控制和优化。DCS的设计原那么是分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。采用了“操作站—控制站—现场仪表〞的结构模式。特点：(1)控制分散、信息集中(2)系统模块化(3)数据通信能力较强(4)友好而丰富的人机接口(5)可靠性高2/5/2024595．现场总线控制系统(FCS)现场总线控制系统是新一代分布式控制系统结构。采用了“工作站—现场总线智能仪表〞结构模式，降低了系统总本钱，提高了可靠性，且在统一的国际标准下可实现真正的开放式互连系统结构，因此它是一种具有开展前途的真正分散控制系统。2/5/2024606．网络化测控系统网络化测控系统是将测控系统中地域分散的根本功能单元〔计算机