【正文】 （） （） 解方程組，可求得，，，；，，，；……，，。相應(yīng)的代入方程（4—6）…（4—11），可得任意溫度下的A、B、C、D、E、F，進(jìn)而可得P。 參數(shù)應(yīng)用及實(shí)驗(yàn)結(jié)果 電子壓力計(jì)的測(cè)溫井筒內(nèi)某點(diǎn)壓力時(shí)，首先得到的是溫度T的三個(gè)字節(jié)原碼值，按照算法（2—1）即可得到該點(diǎn)井溫T。 在求壓力時(shí)，應(yīng)先得到該點(diǎn)的井溫，由上述方法得到井溫后，將溫度代入方程組中，得到相應(yīng)的壓力校準(zhǔn)系數(shù)A、B、C、D、E、F。然后測(cè)量，將壓力校準(zhǔn)系數(shù)代入方程，則可以的得到相對(duì)于此點(diǎn)溫度的壓力值。 按照以上方法，所求標(biāo)定系數(shù)，，，；，，，；……，，，的值如下： 根據(jù)以上系數(shù)以及所測(cè)的溫度、壓力碼值即可求出實(shí)際壓力溫度值。具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)見第六章實(shí)驗(yàn)部分。 本章小結(jié) 只有對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合回歸，才能的到真實(shí)的壓力、溫度值。數(shù)據(jù)擬合公式中系數(shù)的選擇對(duì)溫度、壓力值的精確度有極大的影響。本章中詳細(xì)論述了數(shù)據(jù)擬合回歸公式的基本原理，并給出了如何用擬合好的公式計(jì)算壓力，溫度值。第5章 軟件容錯(cuò) 為了提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性，特別是為了滿足長(zhǎng)周期且無人照管計(jì)算機(jī)的運(yùn)行要求，提出了軟件容錯(cuò)技術(shù)。容錯(cuò)法在運(yùn)算當(dāng)中允許被故障發(fā)生，但這些故障的影響借助冗余技術(shù)而自動(dòng)抵消，因此即使存在故障也能維持正確的計(jì)算。我們所涉及的測(cè)量?jī)x工作在地下幾千米，工作時(shí)間最長(zhǎng)可達(dá)一年，在這段時(shí)間里，測(cè)量?jī)x的工作環(huán)境可能出現(xiàn)這樣或那樣的情況，如：強(qiáng)碰撞。信號(hào)干擾、以及一些不可知的干擾。這樣就要求我們的軟件能夠在外界發(fā)生干擾，使系統(tǒng)暫時(shí)無法正常運(yùn)行的情況下，可以自我恢復(fù)到正常狀態(tài)，不影響隨后的采集工作。 軟件容錯(cuò)的定義與分類 軟件容錯(cuò)技術(shù)是指在程序上能是計(jì)算機(jī)軟件從錯(cuò)誤狀態(tài)自動(dòng)恢復(fù)到正常狀態(tài)的可靠性技術(shù)。按設(shè)計(jì)思想，軟件容錯(cuò)技術(shù)可以分成時(shí)間容錯(cuò)、信息容錯(cuò)、軟失效運(yùn)行等。 時(shí)間容錯(cuò) 時(shí)間容錯(cuò)是以犧牲時(shí)間來換取計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的高可靠性的一種手段，它包括指令復(fù)執(zhí)和程序卷回兩種方法。（1） 指令復(fù)執(zhí) 指令復(fù)執(zhí)是指當(dāng)系統(tǒng)驗(yàn)出錯(cuò)誤后，令當(dāng)前的指令重復(fù)執(zhí)行若干次，如果故障是暫時(shí)性的，在指令復(fù)執(zhí)期間，有可能不再出現(xiàn)，這樣原來的程序又可以繼續(xù)往前執(zhí)行了，這相當(dāng)于延長(zhǎng)了無故障運(yùn)行時(shí)間。 實(shí)行指令復(fù)執(zhí)的要求：a. 當(dāng)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，能準(zhǔn)確保留現(xiàn)行指令的地址，以便重新取出執(zhí)行。b. 現(xiàn)行指令使用的初始 必須保留，以供重新執(zhí)行時(shí)使用（2） 程序卷回 程序卷回不是指某一條指令的重復(fù)執(zhí)行，而是指一小段程序的重復(fù)執(zhí)行。其可以用一下圖描述： 。假設(shè)程序從時(shí)刻開始執(zhí)行，如果在與這段時(shí)間里有錯(cuò)誤發(fā)生并在處被檢測(cè)到，則使程序重要返回到時(shí)刻的狀態(tài)開始執(zhí)行以求恢復(fù)錯(cuò)誤。實(shí)際上時(shí)刻對(duì)應(yīng)與程序中預(yù)先設(shè)置好的各個(gè)恢復(fù)點(diǎn)。錯(cuò)誤11101234t0t1t2t3t4t5…… 信息容錯(cuò) 信息容錯(cuò)是為了檢測(cè)或糾正信息在運(yùn)算或傳輸中的錯(cuò)誤而外加一部分信息的技術(shù)。一般來說，附加的信息越多，其檢錯(cuò)和糾錯(cuò)能力越強(qiáng)。經(jīng)常見到的，在通信和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，以奇偶碼、漢明碼、循環(huán)碼及各種算術(shù)誤差碼都有很強(qiáng)的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)能力。 軟失效運(yùn)行 上面所討論的冗余技術(shù)均是依靠大量的附加資源來改善數(shù)字系統(tǒng)的容錯(cuò)性能。另一種完全不同的方法是先把故障模塊從系統(tǒng)中斷開，在對(duì)象系統(tǒng)的其余模塊進(jìn)行重構(gòu)，使系統(tǒng)依舊能繼續(xù)（雖已降級(jí)）運(yùn)行。在一系統(tǒng)發(fā)生故障后，雖然系統(tǒng)性能降級(jí)但能在可接受的水平上繼續(xù)運(yùn)行的能力，叫做“降級(jí)運(yùn)行”或“軟失效運(yùn)行”。 軟件容錯(cuò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹 N版本程序結(jié)構(gòu) N版本（NVersion Program）是一種靜態(tài)的故障屏蔽技術(shù)，其設(shè)計(jì)思想是用N個(gè)具有相同功能的程序同時(shí)（或先后）執(zhí)行一項(xiàng)計(jì)算，結(jié)果通過多數(shù)表決來選擇。 程 序 2 程 序 1 程 序 N 表決程序輸出 NVP結(jié)構(gòu) 這種多版本的軟件不是想硬件的多模余裕方式采用完全相同的模塊，而是編制的同一目標(biāo)的不同版本軟件。在執(zhí)行程序時(shí)，各版本以相同的輸入和條件同時(shí)執(zhí)行，最后的輸出結(jié)果進(jìn)行多數(shù)表決作為軟件的運(yùn)行結(jié)果。因?yàn)槭遣煌姹荆蚨赶嗤e(cuò)誤的概率總是比一個(gè)版本犯該錯(cuò)誤的概率要小，所以可提高軟件的可靠性。 恢復(fù)模擬塊法 與硬件容錯(cuò)設(shè)計(jì)中的動(dòng)態(tài)冗余技術(shù)類似，恢復(fù)模塊法（Recovery Block）用一個(gè)NVP結(jié)構(gòu)為核，再用S份程序作后備（后備程序隨時(shí)準(zhǔn)備替換NVP中出現(xiàn)差錯(cuò)的程序），就構(gòu)成一個(gè)混合動(dòng)態(tài)冗余系統(tǒng)。但是，這種系統(tǒng)由于時(shí)間和空間需求最大，很少能夠得到實(shí)際應(yīng)用。如果NVP結(jié)構(gòu)退化到一個(gè)極端的情況：N=1，則可以得到一個(gè)特別有意義的動(dòng)態(tài)冗余結(jié)構(gòu)——恢復(fù)模塊（RB）結(jié)構(gòu)。 主塊首先投入運(yùn)行，如果檢測(cè)出故障，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)后一個(gè)后備塊項(xiàng)上繼續(xù)運(yùn)行，這一過程可以重復(fù)到耗盡所有后備塊，或者某個(gè)程序塊的故障行為超出了預(yù)料，從而導(dǎo)致了不可恢復(fù)的后果。 恢復(fù)模塊技術(shù)的基礎(chǔ)思想是分段多版本，加上分段檢測(cè)試驗(yàn)。它與整個(gè)軟件的多版本的方法相比，能較穩(wěn)健地、逐段地通過，最后達(dá)到整個(gè)程序軟件通過。這種審定比較容易發(fā)現(xiàn)問題或錯(cuò)誤所在之處。但它不能發(fā)現(xiàn)整個(gè)軟件的結(jié)果性錯(cuò)誤?；謴?fù)后備塊 s 主 塊后備塊1故障檢測(cè)開關(guān)、有后備塊么有錯(cuò)么成功 YN失敗YN失敗系統(tǒng)輸出N Y 回復(fù)塊結(jié)構(gòu)（robustness） 所謂軟件的剛健性是指軟件在遇到違反規(guī)范的情況下，程序能繼續(xù)執(zhí)行的性能。提高軟件的剛健性可以緩解甚至屏蔽一些錯(cuò)誤的影響。例如，遇到死循環(huán)時(shí)，當(dāng)循環(huán)次數(shù)達(dá)到某一數(shù)值時(shí)就自動(dòng)結(jié)束，保留當(dāng)時(shí)結(jié)束，程序轉(zhuǎn)出繼續(xù)。提高軟件的這種性能，實(shí)際上就是對(duì)個(gè)別錯(cuò)誤的屏蔽或局部屏蔽。 這種方法的最主要作用就是防止一些系統(tǒng)出現(xiàn)的“死機(jī)”現(xiàn)象。 應(yīng)用 在本測(cè)量?jī)x的下位機(jī)軟件中，我們采用了多種容錯(cuò)技術(shù)。因N版本程序結(jié)構(gòu)主要用于并行結(jié)構(gòu)，不適合單片機(jī)，所以在結(jié)構(gòu)上我們主要采用了恢復(fù)模塊法、提高軟件得的剛健性的方法 防止死機(jī) 防止死機(jī)部分，從硬件上我們主要是采用了up電源監(jiān)控器件；從軟件上我們利用時(shí)間報(bào)警器件DS1629，通過對(duì)其進(jìn)行編程控制時(shí)間報(bào)警，起到了一個(gè)軟件看門狗的作用?？撮T狗要求主程序初始化后，馬上就要設(shè)定。因此，在不同的程序分支下，要求看門狗有不同的時(shí)間間隔。 流程圖如下：開 始返 回送入時(shí)間間隔將此報(bào)警時(shí)間寫入DS1629報(bào)警寄存器中將當(dāng)前時(shí)間加上時(shí)間間隔組成看門狗報(bào)警時(shí)間 防死機(jī)流程圖 由此可見，當(dāng)程序中出現(xiàn)死循環(huán)時(shí)，DS1629會(huì)發(fā)出報(bào)警使系統(tǒng)復(fù)位，重新執(zhí)行，以期跳出死循環(huán)。 時(shí)間存儲(chǔ)在DS1629的存儲(chǔ)器中，而DS1629的時(shí)間存儲(chǔ)器因強(qiáng)干擾，其內(nèi)數(shù)據(jù)很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，這種錯(cuò)誤對(duì)于本系統(tǒng)來說是致命的，這是因?yàn)樽x出的時(shí)間加上快采間隔于下次報(bào)警時(shí)間，如果讀出的時(shí)間不正確，也就得不到正確的下次報(bào)警時(shí)間，系統(tǒng)將不會(huì)唄喚醒，出現(xiàn)另一種死機(jī)情況。因而我們對(duì)從DS1629讀出的時(shí)間進(jìn)行判斷。如果正確，則依此數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間處理；否則，將時(shí)間存儲(chǔ)器與報(bào)警時(shí)間存儲(chǔ)器初始化，重新計(jì)算。應(yīng)該注意的是，DS1629中用16進(jìn)制代替10進(jìn)制，所以比較時(shí)，應(yīng)采用半字節(jié)比較，而不是全字節(jié)比較。流程圖見下一頁。 儀器的每一次采集都是由定時(shí)器DS1629發(fā)出報(bào)警喚醒的，如果報(bào)警不能實(shí)現(xiàn)，輕者，數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)丟點(diǎn)；重者，儀器將不會(huì)工作。當(dāng)下次報(bào)警時(shí)間生成后，應(yīng)將當(dāng)前時(shí)間與下次報(bào)警時(shí)間比較，下次報(bào)警時(shí)間應(yīng)后于當(dāng)前時(shí)間，否則不可能產(chǎn)生報(bào)警，這會(huì)直接導(dǎo)致死機(jī)。當(dāng)這種情況出現(xiàn)時(shí)，下位機(jī)程序?qū)?dāng)前時(shí)間當(dāng)作報(bào)警時(shí)間寫入DS1629報(bào)警時(shí)間寄存器。這樣會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)多采出一點(diǎn)，但避免了系統(tǒng)沒有復(fù)位而死機(jī)。流程圖見下頁。 判斷時(shí)間是否正確的程序流程圖：開 始讀出DS1629中的日時(shí)分秒星期數(shù)大于7取出小時(shí)數(shù)低4位取出小時(shí)數(shù)高4位取出分鐘數(shù)低4位取出秒數(shù)高4位取出秒數(shù)低4位取出分鐘數(shù)高4位小于0AH小于03H小于07H小于0AH小于07H小于0AHA返回NYYYNNNNNNYYYY 判斷時(shí)間正確流程圖將時(shí)間寄存器清零寫入DS1629將報(bào)警器寄存器改寫2秒鐘后報(bào)警返 回A 判斷時(shí)間正確流程圖A部分 判斷下次報(bào)警是否夠?qū)崿F(xiàn)的流程圖：讀出當(dāng)前時(shí)間TCTC減去TA為1大于0為OFAHTC小時(shí)數(shù)減去TA小時(shí)數(shù)TC分鐘數(shù)減去TA分鐘數(shù)BC YNNNYY 判斷報(bào)警能否實(shí)現(xiàn)流程圖TC秒鐘數(shù)減去TA秒鐘數(shù)BC大于0大于0交換TC與TA返回YNNY 判斷報(bào)警能否實(shí)現(xiàn)流程圖B、C部分 判斷工作表 程序流程圖如下：自可更改控制數(shù)據(jù)區(qū) 讀出當(dāng)前段號(hào)與浮動(dòng)工作表中段號(hào)相比較根據(jù)段號(hào)，自固定工作表中讀出總的快慢采點(diǎn)數(shù)，快采間隔通過本段起始地址自數(shù)據(jù)區(qū)讀出本段段號(hào)ED相同NY 判斷工作流程圖將浮動(dòng)工作表中的以走快慢菜點(diǎn)數(shù)與未走快慢采點(diǎn)數(shù)分別相加，得到總的快慢采點(diǎn)數(shù)與固定工作表比較相同返回與可更改控制數(shù)據(jù)區(qū)中的段號(hào)相比較相同工作表不可恢復(fù)進(jìn)入一分鐘一點(diǎn)返回清已走快慢采點(diǎn)寄存器有結(jié)尾為慢采點(diǎn)已走慢采點(diǎn)數(shù)加1地址加6已走快采點(diǎn)數(shù)加1地址加8用固定工作表中的總快、慢采點(diǎn)數(shù)減去得到的已走得快、慢采點(diǎn)數(shù)得到未走快、慢采點(diǎn)數(shù)讀出快采間隔組成新工作表并以此工作表重新采集DFFENYN Y NY Y N 判斷工作流程圖D、E部分 為了提高系統(tǒng)的魯棒性，我們?cè)诒緣毫τ?jì)的硬件及軟件設(shè)計(jì)上都對(duì)容錯(cuò)性給予了極高的重視。在本章中，闡述了軟件容錯(cuò)的基本概念，基本原理、基本方法、以及模型設(shè)定。最后，以本壓力計(jì)為例，給出了軟件容錯(cuò)的一些實(shí)際應(yīng)用。第6章 結(jié)束語 這次設(shè)計(jì)的題目是堵塞器型壓力計(jì) 我們所設(shè)計(jì)的這臺(tái)高精度壓力計(jì)同國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品相比有著以下幾方面優(yōu)點(diǎn)：1） 壓力精度高2） 溫度量程寬，這意味可以用來測(cè)量更深的井，增大了使用范圍。3） 存儲(chǔ)量大，也就是說利用這臺(tái)儀器一次可以測(cè)量取得更多的數(shù)據(jù)。4） 體積小，克服了傳統(tǒng)大直徑壓力計(jì)存在弊端，給現(xiàn)場(chǎng)的使用帶來了方便，節(jié)省了人力財(cái)力。同時(shí)，我們所設(shè)計(jì)的還存在著很多的不足，我們會(huì)努力改正。致謝 在本次設(shè)計(jì)中，我是在老師的耐心指導(dǎo)和幫助下，最終圓滿的完成任務(wù)。在此過程中，難免有難以理解的問題無法解決，老師總是細(xì)致而富有耐心的為我們答疑解惑，使問題迎刃而解，為我們進(jìn)行下一步任務(wù)鋪平了道路。同時(shí)，老師淵博的知識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)，給我們留下了深刻的印象。在此，我要向老師表示衷心的感謝，感謝您話費(fèi)了大量的時(shí)間和精力對(duì)我們進(jìn)行指導(dǎo)，感謝您教給我們?cè)S多寶貴的知識(shí)。 在設(shè)計(jì)的過程中，我除了應(yīng)用在書本上的知識(shí)外，還有的到老師在我們并不太熟悉的設(shè)計(jì)方面的支持。如果沒有老師的指點(diǎn)，我也不可能在我們所沒有接觸過的領(lǐng)域有更深的了解。多謝老師的幫助。