Модули/Вычислитель похожий на Java

---

Модуль	Имя	Версия	Лицензия	Источник	Языки	Платформы	Тип	Автор	Описание
JavaLikeCalc	Вычислитель на Java-подобном языке.	5.1	GPL2	daq_JavaLikeCalc.so	en,uk,ru,de	x86,x86_64,ARM	DAQ	Роман Савоченко	Предоставляет вычислитель и движок библиотек, основанные на Java-подобном языке. Пользователь может создавать и модифицировать функции и их библиотеки.

Модуль источника данных предоставляет в OpenSCADA механизм создания функций и их библиотек на Java-подобном языке. Описание функции на Java-подобном языке сводится к обвязке параметров функции алгоритмом. Кроме этого модуль наделён функциями непосредственных вычислений путём создания объектов вычислительных контроллеров.

Непосредственные вычисления обеспечиваются созданием объекта контроллера и связыванием его с функцией этого же модуля. Для связанной функции создаётся кадр значений (контекст), над которым и выполняются периодические вычисления.

Модулем реализуются функции горизонтального резервирования, а именно — совместная работа с удалённой станцией этого-же уровня. Кроме синхронизации значений и архивов атрибутов параметров, модулем осуществляется синхронизация значений вычислительной функции, с целью безударного "подхвата" алгоритмов.

Параметры функции могут свободно создаваться, удаляться или модифицироваться. Текущая версия модуля поддерживает до 65535 параметров функции, в сумме с внутренними переменными. Вид редактирования функций в конфигураторе OpenSCADA показан на рисунке 1.

После любого изменения текста программы или конфигурации параметров, выполняется перекомпиляция программы с уведомлением объектов значений TValCfg, связанных с функцией. Компилятор языка построен с использованием известного генератора грамматики "Bison", который совместим с не менее известной утилитой "Yacc".

Язык использует неявное определение локальных переменных, которое заключается в определении новой переменной в случае присваивания ей значения. Причём тип локальной переменной устанавливается в соответствии с типом присваиваемого значения. Например, выражение Qr=Q0*Pi+0.01; определит переменную Qr с типом переменной Q0.

В работе с различными типами данных язык использует механизм автоматического приведения типов в местах, где подобное приведение является целесообразным.

Для комментирования участков кода в языке предусмотрены символы "//" и "/* ... */". Всё, что идёт после "//", до конца строки, и между "/* ... */", игнорируется компилятором.

В процессе генерации кода, компилятор языка производит оптимизацию по константам и приведение типов констант к требуемому типу. Под оптимизацией констант подразумевается вычисление двух констант и вставка результата в код, в процессе построения байт-кода. Например, выражение y=pi*10; свернётся в простое присваивание y=31.4159;. Под приведением типов констант к требуемому типу подразумевается формирования константы в коде, которая исключает приведение типа в процессе исполнения. Например, выражение y=x*"10";, в случае вещественного типа переменной x, преобразуется в y=x*10;.

Выражения присваивания могут записываться через символ ',', например:

var1 = 1, var2 = 3, var4 = var1+var2;
for(var1 = 0, var2 = 0, var3 = -1; var1 < 10; var1++, var2++) var3++;

Язык поддерживает вызовы внешних и внутренних функций. Имя любой функции, вообще, воспринимается как символ, проверка которого на принадлежность к той или иной категории производится в следующем порядке:

• не начинается с точки:
  • ключевые слова (if, else, while, ...);
  • параметры-атрибуты данной функции;
  • именованные-встроенные постоянные (EVAL, pi, e, ...) и постоянные-объекты (SYS, arguments)
  • встроенные функции (sin, cos, ...);
  • внутренние, внешние функции, функции объекта и узлов объектной модели OpenSCADA;
  • зарегистрированные ранее автоматические переменные;
  • глобальные атрибуты параметров DAQ и свойства переменных;
  • ключевые слова (in, var);
  • создание новой автоматической переменной, имя которой не должно пересекаться с категориями выше, начинаться на цифру и содержать символы операций.
• начинается с точки:
  • элементы пути к свойству и функции объекта, имена которых не должны начинаться на цифру и содержать символы операций.

Вызов внешней функции, как и глобального атрибута параметра DAQ, записывается в виде адреса к узлу объектной модели OpenSCADA: "DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.klapNotLin". Для статических функций Вы можете следующим образом осуществлять динамическое подключение:

function klapNotLin = "DAQ.JavaLikeCalc.lib_techApp.klapNotLin";
rez = klapNotLin(prm1, prm2, ..., prmN);

Для предоставления возможности написания пользовательских процедур управления различными компонентами OpenSCADA, этим модулем предоставляется реализация API прекомпиляции пользовательских процедур отдельных компонентов OpenSCADA на Java-подобном языке. Такими компонентами, например, являются: шаблоны параметров подсистемы "Сбор данных" и среда визуализации и управления (СВУ).

1 Java-подобный язык

1.1 Элементы языка

Ключевые слова: if, else, while, for, break, continue, return, function, using, true, false.
Постоянные:

• десятичные: цифры 0-9 (12, 111, 678);
• восьмеричные: цифры 0-7 (012, 011, 076);
• шестнадцатеричные: цифры 0-9, буквы a-f или A-F (0x12, 0XAB);
• вещественные: 345.23, 2.1e5, 3.4E-5, 3e6;
• логические: true, false;
• строковые: "hello", без перехода на другую строку однако с поддержкой прямой конкатенации строковых констант.

Типы переменных:

• целое: -2⁶³...2⁶³, EVAL_INT(-9223372036854775807);
• вещественное: 3.4 * 10³⁰⁸, EVAL_REAL(-1.79E308);
• логическое: false, true, EVAL_BOOL(2);
• строка: последовательность символов-байтов (0...255) любой длины, ограниченной объёмом памяти и хранилищем в БД; EVAL_STR("<EVAL>").

Встроенные константы: pi = 3.14159265..., e = 2.71828182..., EVAL_BOOL(2), EVAL_INT(-9223372036854775807), EVAL_REAL,EVAL(-1.79E308), EVAL_STR("<EVAL>")
Глобальные атрибуты параметров DAQ (начиная с подсистемы "DAQ" и в виде {Тип модуля DAQ}.{Объект контроллера}.{Параметр}.{Атрибут}).
Функции и параметры объектной модели OpenSCADA.

1.2 Операции языка

Операции, поддерживаемые языком, представлены в таблице ниже. Приоритет операций уменьшается сверху вниз. Операции с одинаковым приоритетом входят в одну цветовую группу.

Символ	Описание
()	Вызов функции.
{}	Программные блоки.
++	Инкремент (пост и пре).
--	Декремент (пост и пре).
-	Унарный минус.
!	Логическое отрицание.
~	Побитовое отрицание.
*	Умножение.
/	Деление.
%	Остаток от целочисленного деления.
+	Сложение
-	Вычитание
<<	Поразрядный сдвиг влево
>>	Поразрядный сдвиг вправо
>	Больше
>=	Больше или равно
<	Меньше
<=	Меньше или равно
==	Равно
!=	Не равно
|	Поразрядное "ИЛИ"
&	Поразрядное "И"
^	Поразрядное "Исключающее ИЛИ"
&&	Логический "И"
||	Логический "ИЛИ"
?:	Условная операция "i=(i<0)?0:i;"
=	Присваивание.
+=	Присваивание со сложением.
-=	Присваивание с вычитанием.
*=	Присваивание с умножением.
/=	Присваивание с делением.

1.3 Встроенные функции языка

Виртуальной машиной языка предусматривается следующий набор встроенных функций общего назначения:

• double max(double x, double x1) — максимальное значение из x и x1;
• double min(double x, double x1) — минимальное значение из x и x1;
• string typeof(ElTp vl) — тип значения vl;
• string tr(string base) — перевод базового base сообщения.

Для обеспечения высокой скорости работы в математических вычислениях модуль предоставляет встроенные математические функции, которые вызываются на уровне команд виртуальной машины:

• double sin(double x) — синус x;
• double cos(double x) — косинус x;
• double tan(double x) — тангенс x;
• double sinh(double x) — синус гиперболический от x;
• double cosh(double x) — косинус гиперболический от x;
• double tanh(double x) — тангенс гиперболический от x;
• double asin(double x) — арксинус от x;
• double acos(double x) — арккосинус от x;
• double atan(double x) — арктангенс от x;
• double rand(double x) — случайное число от 0 до x;
• double lg(double x) — десятичный логарифм от x;
• double ln(double x) — натуральный логарифм от x;
• double exp(double x) — экспонента от x;
• double pow(double x, double x1) — возведение x в степень x1;
• double sqrt(double x) — корень квадратный от x;
• double abs(double x) — абсолютное значение от x;
• double sign(double x) — знак числа x;
• double ceil(double x) — округление числа x до большего целого;
• double floor(double x) — округление числа x до меньшего целого.

1.4 Операторы языка

Общий перечень операторов языка:

• var — оператор инициализации переменной; указание переменной без присваивания значения резервирует её со значением EVAL, что позволяет осуществлять одноразовую инициализацию сложных типов данных вроде объекта, через проверку на "isEVal()";
• if — оператор условия "ЕСЛИ";
• else — оператор условия "ИНАЧЕ";
• while — определение цикла "ПОКА";
• for — определение цикла "ДЛЯ";
• in — разделитель цикла "ДЛЯ" для перебора свойств объекта;
• break — прерывание выполнения цикла;
• continue — продолжить выполнение цикла с начала;
• function — определение внутренней функции;
• using — позволяет установить область видимости внешних функций часто используемой библиотеки (using Special.FLibSYS;) для последующего обращения только по имени функции, не имеет эффекта для объектного доступа;
• return — прерывание функции и возврат результата, который копируется в атрибут с флагом возврата (return 123;); в середине внутренней функции осуществляется её завершение с указанным результатом;
• new — создание объекта, реализовано для: общий объект "Object", массив "Array" и регулярные выражения "RegExp";
• delete — удаление/освобождение объекта или его свойств, при этом: внутренние переменные устанавливаются в EVAL, внешние заменяются пустым объектом, а свойства объекта очищаются.

1.4.1 Условные операторы

Языком поддерживаются два типа условий. Первый — это операции условия для использования внутри выражения, второй — глобальный, основанный на условных операторах.

Условие внутри выражения строится на операциях '?' и ':'. В качестве примера можно записать следующее практическое выражение:

st_open = (pos >= 100) ? true : false;

Что читается как — если переменная pos больше или равна 100, то переменной st_open присваивается значение true, иначе — false.

Глобальное условие строится на основе условных операторов "if" и "else". В качестве примера можно привести тоже выражение, но записанное другим способом:

if(pos > 100) st_open = true; else st_open = false;

1.4.2 Циклы

Поддерживаются три типа циклов: while, for и for-in. Синтаксис циклов соответствует языкам программирования: C++, Java и JavaScript.

Цикл while, в общем, записывается следующим образом: while({условие}) {тело цикла};
Цикл for записывается следующим образом: for({пре-инициализ};{условие};{пост-вычисление}) {тело цикла};
Цикл for-in записывается следующим образом: for({переменная} in {объект}) {тело цикла};
Где:

{условие} — выражение, определяющее условие;

{тело цикла} — тело цикла множественного исполнения;

{пре-инициализ} — выражение предварительной инициализации переменных цикла;

{пост-вычисление} — выражение модификации параметров цикла после очередной итерации;

{переменная} — переменная, которая будет содержать имя свойства объекта при переборе;

{объект} — объект для которого осуществляется перебор свойств.

1.4.3 Внутренние функции

Язык поддерживает определение и вызов внутренних функций. Для определения внутренней функции используется ключевое слово "function" и в целом определение имеет синтаксис: function {имяФ} ({пер1}, {пер2}, ... {перN}) { {тело функции} }. Определение внутренней функции внутри другой недопустимо однако допустим вызов ранее определённой.

Вызов внутренней функции осуществляется в типовой способ, как процедура {имяФ}({var1}, {var2}, ... {varN}); или как функция {перРез} = {имяФ}({пер1}, {пер2}, ... {перN});. Вызов внутренних функций допустим только после их декларации выше!

Все переменные, определённые в основном теле, недоступны в середине внутренних функций и могут быть переданы через двухсторонние аргументы вызываемой внутренней функции или через аргументы основной функции. Все переменные, определённые в середине внутренней функции, имеют собственную область имён и недоступны из основного тела, или любой другой внутренней функции, и могут быть переданы в основное тело через двухсторонние аргументы, результат вызываемой внутренней функции или через аргументы основной функции. Переменные внутренней функции регистрируются для сохранения/восстановления их контекста после второго и более входа в функцию, т.е. они целиком поддерживают рекурсивные вызовы!

Оператор "return", в середине внутренней функции, осуществляет контролируемое её завершение и помещение указанной переменной, или результата выражения, как результат вызываемой внутренней функции.

Пример типового определения и использования внутренней функции представлен далее:

function sum(a, b, c, d) { return a + ((b==EVAL)?0:b) + ((c==EVAL)?0:c) + ((d==EVAL)?0:d); }
rez = sum(1, 2);

1.4.4 Специальные символы строковых переменных

Языком предусмотрена поддержка следующих специальных символов строковых переменных:

"\n" — перевод строки;

"\t" — символ табуляции;

"\b" — забой;

"\f" — перевод страницы;

"\r" — возврат каретки;

"\\" — сам символ '\';

"\041" — символ '!', записанный восьмеричным числом;

"\x21" — символ '!', записанный шестнадцатеричным числом.

1.5 Объект

JavaLikeCalc предоставляет поддержку типа данных объект "Object". Объект представляет собой ассоциативный контейнер свойств и функций. Свойства могут содержать как данные четырёх базовых типов, так и другие объекты. Доступ к свойствам объекта может осуществляться посредством записи имён свойств к объекту obj.prop, через точку, а также посредством заключения имени свойства в квадратные скобки obj["prop"]. Очевидно, что первый механизм статичен, а второй позволяет указывать имя свойства через переменную. Удалить свойство объекта можно директивой "delete". Имя свойства через точку не должно начинаться с цифры и содержать символы операций, иначе, для первой цифры, должен использоваться префикс объекта — SYS.BD.SQLite.db_1s, или осуществляться запись в квадратных скобках — SYS.BD.SQLite["1+s"], для символов операций в названии. Чтение неопределённого свойства вернёт EVAL. Создание объекта осуществляется посредством ключевого слова new: varO = new Object(). Базовое определение объекта не содержит функций. Операции копирования объекта, на самом деле, делают ссылку на исходный объект. При удалении объекта осуществляется уменьшение счётчика ссылок, а при достижении счётчика нуля, объект удаляется физически.

Разные компоненты OpenSCADA могут доопределять базовый объект особыми свойствами и функциями. Стандартным расширением объекта является массив "Array", который создаётся командой varO = new Array(prm1,prm2,prm3,...,prmN). Перечисленные через запятую параметры помещаются в массив в исходном порядке. Если параметр только один то массив инициируется указанным количеством пустых элементов. Особенностью массива является то, что он работает со свойствами, как с индексами и основным механизмом обращения является заключение индекса в квадратные скобки arr[1]. Массив хранит свойства в собственном контейнере одномерного массива. Цифровые свойства массива используются для доступа непосредственно к массиву, а символьные работают как свойства объекта. Детальнее про свойства и функции массива можно прочитать по ссылке.

Объект регулярного выражения "RegExp" создаётся командой varO = new RegExp(pat, flg), где pat — шаблон регулярного выражения, а flg — флаги поиска. Объект работы с регулярными выражениями основан на библиотеке "PCRE". При глобальном поиске устанавливается атрибут объекта "lastIndex", что позволяет продолжить поиск при следующем вызове функции. В случае неудачного поиска атрибут "lastIndex" сбрасывается в ноль. Детальнее про свойства и функции объекта регулярного выражения можно прочитать по ссылке.

Для произвольного доступа к аргументам функции предусмотрен объект аргументов, обратиться к которому можно посредством символа "arguments". Этот объект содержит свойство "length" с количеством аргументов у функции и позволяет обратиться к значению аргумента посредством его номера или идентификатора. Рассмотрим перебор аргументов по циклу:

args = new Array();
for(var i = 0; i < arguments.length; i++)
  args[i] = arguments[i];

Частичными свойствами объекта обладают и базовые типы. Свойства и функции базовых типов приведены ниже:

• Нулевой тип, функции:
  • bool isEVal(); — возвращает "true".

• Логический тип, функции:
  • bool isEVal(); bool isNaN( ); — проверяет значение на "EVAL".
  • string toString(); — представляет значение в виде строки "true" или "false".

• real toReal(); — читает логическое значение как вещественное число.
• int toInt(); — читает логическое значение как целое число.

• Целое и вещественное число:

Свойства:

• MAX_VALUE — максимальное значение;
• MIN_VALUE — минимальное значение;
• NaN — недостоверное значение.

Функции:

• bool isEVal(); bool isNaN( ); — проверяет значение на "EVAL", и не число для Вещественного.
• string toExponential( int numbs = -1 ); — возвращает строку отформатированного числа, в экспоненциальной нотации и количеством значащих цифр numbs. Если numbs отсутствует то цифр будет столько сколько необходимо.
• string toFixed( int numbs = 0, int len = 0, bool sign = false ); — возвращает строку отформатированного числа в нотации с фиксированной точкой и количеством цифр после десятичной точки numbs, с минимальной длиной len и обязательным знаком sign. Если numbs отсутствует то количество цифр после десятичной точки равно нулю.
• string toPrecision( int prec = -1 ); — возвращает строку отформатированного числа с количеством значащих цифр prec.
• string toString( int base = 10, int len = -1, bool sign = false ); — возвращает строку отформатированного числа целого типа с базой представления base (2-36), с минимальной длиной len и обязательным знаком sign.
• real toReal(); — читает целое-вещественное значение как вещественное число.
• int toInt(); — читает целое-вещественное значение как целое число.

• Строка:

Свойства:

• int length — длина строки.

Функции:

• bool isEVal(); — проверяет значение на "EVAL".
• bool isNaN( bool whole = true ); — проверяет строку на не число, и в целом whole.
• string charAt( int symb, string type = "" ); — достаёт из строки символ под номером symb типа type. Следующие типы символа поддерживаются: ""-ASCII и простой один байт, UTF-8, UTF-16, UTF-32. В случае с UTF-8, позиция символа symb меняется в позицию следующего символа поскольку длина символов этого типа переменная.
• int charCodeAt( int symb, string type = "" ); — достаёт из строки код символа symb типа type. Следующие типы символа поддерживаются: ""-ASCII и простой один байт, UTF-8, UTF-16, UTF-16LE, UTF-16BE, UTF-32, UTF-32LE, UTF-32BE. В случае с UTF-8, позиция символа symb меняется в позицию следующего символа поскольку длина символов этого типа переменная.
• string concat( string val1, string val2, ... ); — возвращает новую строку, сформированную путём присоединения значений val1 и т.д. к исходной.
• int indexOf( string substr, int start = 0 ); — возвращает позицию искомой строки substr в исходной строке, начиная с позиции start. Если исходная позиция не указана то поиск начинается с начала. Если искомой строки не найдено то возвращается "-1".
• int lastIndexOf( string substr, int start = {end} ); — возвращает позицию искомой строки substr в исходной строке, начиная с позиции start, при поиске с конца. Если исходная позиция не указана то поиск начинается с конца. Если искомой строки не найдено то возвращается "-1".
• int search( string pat, string flg = "" ); — ищет в строке по шаблону pat и флагами шаблона flg. Возвращает положение найденной подстроки иначе "-1".

var rez = "Java123Script".search("script","i");  // rez = 7

• int search( RegExp pat ); — ищет в строке по шаблону "RegExp" pat. Возвращает положение найденной подстроки иначе "-1".

var rez = "Java123Script".search(new RegExp("script","i"));  // rez = 7

• Array match( string pat, string flg = "" ); — ищет в строке по шаблону pat и флагами шаблона flg. Возвращает массив с найденной подстрокой (0) и подвыражениями (>1). Атрибут "index" массива устанавливается в позицию найденной подстроки. Атрибут "input" устанавливается в исходную строку. Атрибут "err" устанавливается в код ошибки операции.

var rez = "1 плюс 2 плюс 3".match("\\d+","g");  // rez = [1], [2], [3]

• Array match( TRegExp pat ); — ищет в строке по шаблону "RegExp" pat. Возвращает массив с найденной подстрокой (0) и подвыражениями (>1). Атрибут "index" массива устанавливается в позицию найденной подстроки. Атрибут "input" устанавливается в исходную строку. Атрибут "err" устанавливается в код ошибки операции.

var rez = "1 плюс 2 плюс 3".match(new RegExp("\\d+","g"));  // rez = [1], [2], [3]

• string slice( int beg, int end ); string substring( int beg, int end ); — возвращает подстроку извлечённую из исходной, начиная с позиции beg и по end (не включая), нумерация с нуля. Если значение начала или конца отрицательно, то отсчёт ведётся с конца строки. Если конец не указан, то концом является конец строки. Например, конструкция substring(-2) вернет последние два символа строки.
• Array split( string sep, int limit ); — возвращает массив элементов строки, разделённых sep и с ограничением количества элементов limit.
• Array split( RegExp pat, int limit ); — возвращает массив элементов строки, разделённых шаблоном "RegExp" pat и с ограничением количества элементов limit.

rez = "1,2, 3 , 4 ,5".split(new RegExp("\\s*,\\s*"));  // rez = [1], [2], [3], [4], [5]

• string insert( int pos, string substr ); — вставляет подстроку substr в позицию pos текущей строки.
• string replace( int pos, int n, string str ); — заменяет подстроки с позиции pos и длиной n в текущей строке, на строку str.

rez = "Javascript".replace(4,3,"67");  // rez = "Java67ipt"

• string replace( string substr, string str ); — заменяет все подстроки substr на строку str.

rez = "123 321".replace("3","55");  // rez = "1255 5521"

• string replace( RegExp pat, string str ); — заменяет подстроки по шаблону pat на строку str.

rez = "value = \"123\"".replace(new RegExp("\"([^\"]*)\"","g"),"``$1''"));  // rez = "value = ``123''"

• real toReal(); — преобразует текущую строку в вещественное число.
• int toInt( int base = 10 ); — преобразует текущую строку в целое число, в соответствии с основанием base (от 2 до 36). Если основание равно 0 то будет учитываться префиксная запись для определения основания (123-десятичное; 0123-восьмеричное; 0x123-шестнадцатеричное).
• string parse( int pos, string sep = ".", int off = 0 ); — выделяет из исходной строки элемент pos, для разделителя элементов sep и от смещения off. Результирующее смещение помещается назад в off.
• string parseLine( int pos, int off = 0 ); — выделяет строку с номером pos и от смещения off. Результирующее смещение помещается назад в off.
• string parsePath( int pos, int off = 0 ); — выделяет из исходного пути элемент pos и от смещения off. Результирующее смещение помещается назад в off.
• string path2sep( string sep = "." ); — преобразует путь в текущей строке в строку с разделителем sep.
• string trim( string cfg = " \n\t\r" ); — обрезает строку с начала и конца, для символов cfg.

Для доступа к системным объектам(узлам) OpenSCADA предусмотрен соответствующий объект, который создаётся путём простого указания точки входа "SYS" корневого объекта OpenSCADA, а затем, через точку, указываются вложенные объекты, в соответствии с иерархией. Например, вызов функции запроса через исходящий транспорт осуществляется следующим образом: SYS.Transport.Sockets.out_testModBus.messIO(Special.FLibSYS.strEnc2Bin("15 01 00 00 00 06 01 03 00 00 00 05"));.

1.6 Примеры программы на этом языке

Приведём несколько примеров программ на Java-подобном языке:

//Модель хода исполнительного механизма шарового крана
if(!(st_close && !com) && !(st_open && com))
{
  tmp_up = (pos>0&&pos<100) ? 0 : (tmp_up>0&&lst_com==com) ? tmp_up-1/frq : t_up;
  pos += (tmp_up>0) ? 0 : (100*(com?1:-1))/(t_full*frq);
  pos = (pos>100) ? 100 : (pos<0) ? 0 : pos;
  st_open = (pos>=100) ? true : false;
  st_close = (pos<=0) ? true : false;
  lst_com = com;
}

//Модель клапана
Qr = Q0 + Q0*Kpr*(Pi-1) + 0.01;
Sr = (S_kl1*l_kl1+S_kl2*l_kl2)/100;
Ftmp = (Pi>2*Po) ? Pi*pow(Q0*0.75/Ti,0.5) : (Po>2*Pi) ? Po*pow(Q0*0.75/To,0.5) : pow(abs(Q0*(pow(Pi,2)-pow(Po,2))/Ti),0.5);
Fi -= (Fi-7260*Sr*sign(Pi-Po)*Ftmp)/(0.01*lo*frq);
Po += 0.27*(Fi-Fo)/(So*lo*Q0*frq);
Po = (Po<0) ? 0 : (Po>100) ? 100 : Po;
To += (abs(Fi)*(Ti*pow(Po/Pi,0.02)-To)+(Fwind+1)*(Twind-To)/Riz)/(Ct*So*lo*Qr*frq);

2 Объект контроллера и его конфигурация

Объект контроллера этого модуля, для обеспечения непосредственных вычислений, связывается с функциями из библиотек, построенных с его помощью, или с шаблоном сбора данных. В случае с шаблоном сбора данных, добавляется возможность внешнего связывания, с другими параметрами и атрибутами подсистемы "Сбор данных". Для предоставления вычисленных данных в OpenSCADA, в объекте контроллера могут создаваться параметры. Пример вкладки конфигурации объекта контроллера данного типа изображен на рисунке 2.

С помощью этой вкладки можно установить:

• Состояние объекта контроллера, а именно: Статус, "Включен", "Выполняется" и имя БД, содержащей конфигурацию.
• Идентификатор, имя и описание контроллера.
• Состояние, в которое переводить объект контроллера при запуске программы: "Включен" и "Выполняется".
• Имя таблицы для хранения параметров.
• Адрес вычислительной функции или шаблона сбора данных.
• Политика планирования вычисления, приоритет и число итераций в одном цикле задачи вычисления.

Вкладка "Вычисления" объекта контроллера (Рис. 3) содержит параметры и текст программы, непосредственно выполняемой контроллером. Модулем предусмотрена обработка ряда специальных параметров, доступных в программе контроллера:

• f_frq — частота вычисления программы контроллера, только чтение.
• f_start — флаг первого выполнения программы контроллера — запуск, только чтение.
• f_stop — флаг последнего выполнения программы контроллера — останов, только чтение.
• this — объект данного контроллера.

3 Параметр объекта контроллера и его конфигурация

Параметр объекта контроллера данного модуля выполняет функцию предоставления доступа к результатам вычисления контроллера в OpenSCADA, посредством атрибутов параметров. Из специфических полей, вкладка конфигурации параметра контроллера содержит только поле перечисления параметров вычисляемой функции, которые необходимо отразить.

4 Библиотеки функций модуля

Модуль предоставляет механизм для создания библиотек пользовательских функций на Java-подобном языке. Пример вкладки конфигурации библиотеки изображен на рисунке 4. Вкладка содержит базовые поля: доступность, адрес таблицы БД библиотеки, дата и время модификации, идентификатор, имя и описание.

5 Пользовательские функции модуля

Функция, также как и библиотека, содержит базовую вкладку конфигурации, вкладку формирования программы и параметров функции (Рис.1), а также вкладку исполнения созданной функции.

6 API пользовательского программирования

Некоторые объекты модуля предоставляют функции пользовательского программирования.

Объект "Библиотека функций" (SYS.DAQ.JavaLikeCalc["lib_Lfunc"])

• ElTp {funcID}(ElTp prm1, ...) — вызывает функцию "funcID" библиотеки "Lfunc" с параметрами prm{N}. Возвращает результат вызываемой функции. Префикс "lib_" перед идентификатором библиотеки обязателен!

Объект "Пользовательская функция" (SYS.DAQ.JavaLikeCalc["lib_Lfunc"]["func"])

• ElTp call(ElTp prm1, ...) — вызывает функцию "func" библиотеки "Lfunc" с параметрами prm{N}. Возвращает результат вызываемой функции. Префикс "lib_" перед идентификатором библиотеки обязателен!

7 Производительность

Исходный текст процедур на языке этого модуля компилируются в байт-код, который впоследствии вычисляется виртуальной машиной. Байт-код это не машинный код и достичь производительности самой аппаратной архитектуры в виртуальной машине его исполняющего — теоретически нереально, если конечно код этой виртуальной машины не исполняет сам процессор. Т.е. производительность выполнения байт-кода примерно на порядок ниже аппаратной производительности за счёт накладных расходов команд виртуальной машины, разделения многопоточного доступа к данным, прозрачного приведения типов и отсутствия жёсткой типизации, а так-же динамической природы языка и наличия сложных типов "Строка" и "Объект".

28.01.2006:
Description: Initial estimation of the productivity of the OpenSCADA virtual machine in example of the expression y=x1+x2, where all the variables are global and in the float-point type.

Stage	Action	K7_1G-0, us
1	The registers list initialization	2.3
2	Entry to the function exec()	3
3	The commands coming	4.4
4	Reading	9
5	Full time	10.2

17.07.2013:
Description: Justification of the current performance evaluation and optimization. The measurements were made by sampling the minimum time from five calls to 1000 executions of the formula a -= b*(a-c) and its abbreviations in each call. All the variables are global and in the float-point type.

Formula	Time on AMDGeode-500 (the operation time), us	Notes
a -= b*(a-c)	4.52 (0.74)
a -= b*c	3.78 (0.72)
a -= b	3.06 (0.56) => full call: 3.06 (0.49): getValR() = 0.49/2 = 0.245 => only write const = 2.57 (0.17) => pass.code = 2.4
a = b	2.5 (1.21) !> using the unified TVariant function setVal() and getVal() = 7.6 (2.7 write only) => fix to 5.0 for prevent default setting to the string EVAL. => full call: 2.5 (0.33) => only write const: 2.17 (0.47) => only check for type: 1.7 (0.3) => pass code: 1.4 (0.11)	Writing to the function IO is longer then reading from the local register for other context call and additional checking for NAN and real modification.
Empty	1.29	the infrastructure and measurement method utilization time.

24.04.2016:
Reason: Estimate performance of accessing to the low level IO lines on Raspberry Pi GPIO in different ways of the JavaLikeCalc language of OpenSCADA.
Conditions: Raspberry Pi 3, GPIO40, DAQ.GPIO (based on the library bcm2835)

Operation	Result, us
Sleep. Lag on sleep in 1ms measuring, which mostly limited by the realtime reaction about 100us.
SYS.sleep();	+110
Special.FLibSYS.fnc_tmSleep();	+70
Sleep. Lag on sleep in 100us measuring, which performs in the measuring cycle.
SYS.sleep();	+17
Special.FLibSYS.fnc_tmSleep();	+2
Get a level of the GPIO pin
From an attribute res = GPIO.io.pi.gpio17;	5.4
By the static accessing function res = DAQ.GPIO.io.pi.fnc_get(17);	1.6
By the static accessing function with the link preparation function get = "DAQ.GPIO.io.pi.fnc_get"; for(i = 0; i < 10000; i++) res = get(17);	1.7
By the dynamic accessing function res = SYS.DAQ.GPIO.io.pi.fnc_get.call(17);	80
By the dynamic accessing function with the end object preparation tO = SYS.DAQ.GPIO.io.pi.fnc_get; for(i = 0; i < 1000; i++) res = tO.call(17);	14.3
Put a level to the GPIO pin
To an attribute GPIO.io.pi.gpio18 = true;	2.1
By the static accessing function DAQ.GPIO.io.pi.fnc_put(18, true);	1.4
By the static accessing function with the link preparation function put = "DAQ.GPIO.io.pi.fnc_put"; for(i = 0; i < 10000; i++) put(17, false);	1.5
By the dynamic accessing function SYS.DAQ.GPIO.io.pi.fnc_put.call(18, true);	79
By the dynamic accessing function with the end object preparation tO = SYS.DAQ.GPIO.io.pi.fnc_put; for(i = 0; i < 1000; i++) tO.call(18, true);	14.3

8 Ссылки

• Диаграмма: Объектная модель пользователя модуля JavaLikeCalc.