Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) ( 84 ) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (111) (112) (113) (114) (115) (116) (117) (118) (119) (120) (121) (122) (123) (124) (84)

ный ассемблер и макроассемблер. Краткие их характеристики приведены в табл. 7-1. Как правило, ассемблеры обеспечивают получение объектных программ в абсолютном или переместимом формате.

Программа-загрузчик предназначена для записи объектных программ в основную память (из устройств ввода) и инициирования их выполнения. Абсолютный (двоичный) загрузчик помещает программу в фиксированную область памяти, а перемещающий загрузчик - в произвольную область памяти.

Редактор связей реализует функцию объединения (связи) нескольких независимо ассемблируемых программ в единый загрузочный модуль. Иногда перемещающий загрузчик и редактор связей реализуется в виде одной программы, которая называется связывающим загрузчиком

Программа отладки (отладчик) представляет собой удобное средство отладки (локализации и удаления ощи-бок) прикладных программ. Наиболее эффективным оказывается диалоговый (интерактивный) режим отладки.

Подпрограммы управления вводом-выводом используются как удобное средство управления стандартными периферийными устройствами. Эти подпрограммы обеспечивают необходимое форматирование данных, автоматическое преобразование входных данных в форму, соответствующую представлению их в ЭВМ, и контроль ошибок. Часто пользователь может управлять операциями ввода-вывода независимо от физических устройств, а посредством обращения к логическим устройствам, указывая только адрес логического устройства, адрес буфера данных и число передаваемых байт (слов).

Программы-утилиты предназначены для выполнения тех функций, которые не реализованы аппаратно. Их набор в значительной степени определяется конфигурацией машины. Математические утилиты представляют набор подпрограмм часто используемых математических преобразований, что упрощает программирование и расширяет ограниченные вычислительные возможности машины. В микро-ЭВМ таким образом выполняются операции над числами в форматах с плавающей точкой и повышенной точностью. В мини-ЭВМ программы-утилиты осуществляют вычисление логарифмов, некоторых тригонометрических и обратных тригонометрических функций, извлечение квадратного корня, возведение в степень, вычисление гиперболических функций и т. п. Кроме того, в старших моделях имеются подпрограммы статистической обработки, напри-



мер генерирования псевдослучайных чисел, корреляционного анализа, операций над матрицами и т. п.

В составе базового ПО могут быть трансляторы с языков высокого уровня. Они различаются по числу проходов исходных программ, по требуемой минимальной конфигурации и степени стандартизации. Минимальный объем оперативной памяти в зависимости от возможностей языка составляет 8-16К байт. В микро-ЭВМ и мини-ЭВМ младших моделей обычно реализуются интерпретирующие языки «Бейсик» и «Фокал», а в мини-ЭВМ старших моделей - компилирующие языки «Фортран», «Паскаль», язык С, «Ада» и др.

Средства диагностики представлены комплексом программ (тестов), предназначенных для проверки процессора, оперативной памяти и всех периферийных устройств. Обычно имеется тест-программа общей проверки машины, а при обнаружении неправильной работы вызываются специализированные программы для локализации отказавшего аппаратного компонента.

Для управления программами базового ПО предусматривается сравнительно простая программа-монитор.

Операционные системы. Дать точное и краткое определение операционной системы (ОС) затруднительно, если вообще возможно. В первом приближении можно считать ОС набором программ (системных), которые кроме рассмотренного выще базового программного обеспечения, осуществляют эффективное управление ресурсами ЭВМ. К главным ресурсам машины относят процессор, основную память и периферийные устройства. Основными функциями ОС являются: планирование работы процессора, распределение и защита памяти, управление периферийными устройствами (вводом-выводом), обработка внутренних и внешних прерываний, управление данными и библиотеками программ, загрузка и выполнение прикладных программ, интерфейс с пользователем (пользователями).

Каждый из элементов этого списка по мере расширения конфигурации аппаратных средств становится все более сложным. Например, в мини-ЭВМ старших моделей в управлении памятью и программами появляются оверлейные структуры, свопинг, сегментация памяти, страничная организация памяти.

Поскольку желательно, чтобы ОС занимала как можно меньше оперативной памяти, ее программы хранятся в накопителе на магнитном диске и передаются в оперативную память, как только в этом возникает необходимость. Одна-



ко некоторая часть ОС, управляющая функциями самой операционной системы, постоянно находится в оперативной памяти. Эта часть называется ядром, исполнительной программой, организующей программой или супервизором.

В мащинах, оснащенных ОС, прикладным программам доступ разрешается не ко всем ресурсам ЭВМ. Эта ситуация достигается введением двух режимов работы: суперви-зорного (системного) и пользовательского. Текущий режим определяется специальным полем в слове состояния процессора. В системном режиме разрешается выполнение всех команд, а в пользовательском некоторые привилегированные команды запрещены. К ним относятся все команды ввода-вывода, управления системой прерываний и некоторые другие. Использование их в прикладных программах осуществляется через запрос супервизора. Попытка выполнить привилегированные команды прикладной программой вызывает внутреннее прерывание, анализ причины его и определенные действия, например прекращение исполнения прикладной программы.

Объем и возможности ОС очень сильно зависят от конфигурации аппаратных средств: емкости оперативной памяти, состава и характеристик периферийных устройств. Важную роль играют также быстродействие и система команд процессора. Для небольшой специализированной системы не требуется сложная ОС, но по мере расширения конфигурации и числа возможных применений необходима эффективная и мощная ОС. Наиболее сложные ОС реализованы в мини-ЭВМ старших моделей.

Базовая ОС предназначена для загрузки и инициирования программ под управлением оператора и рассчитана на простые периферийные устройства. Система минимальной конфигурации включает в себя процессор, оперативную память емкостью 4-8К байт, пишущую машинку, перфоленточный считыватель и перфоратор, а также (необязательно) накопители на диске или ленте. ОС имеет следующие модули: модуль генерации системы, обеспечивающий настройку ОС на конкретную конфигурацию аппаратных средств; резидентный монитор, посредством которого пользователь вызывает программы ОС; редактор текста; ассемблер; перемещающий загрузчик; систему управления вводом-выводом, представляющую собой набор подпрограмм управления всеми периферийными устройствами; программу отладки и диагностики; транслятор с одного из простых языков высокого уровня.



(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) ( 84 ) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (111) (112) (113) (114) (115) (116) (117) (118) (119) (120) (121) (122) (123) (124)