5.2. Совершенствование программного обеспечения

Как известно, программное обеспечение (ПО) играет важнейшую роль в функционировании всей МПС. Поэтому повышение эффективности МПС требует совершенствования ПО. По характеру использования ПО в конкретных приложениях их можно разделить на ПО реального времени (РВ) и ПО микро-ЭВМ, которым нет необходимости работать в масштабе реальных событий, но которые должны обладать развитыми функциональными возможностями.

В ПО РВ главный упор делается на повышение эффективности обработки информации в самые короткие промежутки времени, на организацию параллельной обработки многих задач, на повышение скорости реагирования на прерывания внешних устройств. С этой целью разрабатываются новые структуры ПО РВ, совершенствуются традиционные компоненты системы: планировщик задач, диспетчер, обработчик прерываний, программы отслеживания времени, супервизоры ввода/вывода. В результате даже не очень быстрый МП может быть использован в системе реального времени, так как ПО РВ осуществляет эффективную обработку поступающей информации.

В микро-ЭВМ, предназначенных для решения различных задач не в реальном времени, ПО совершенствуется в направлении облегчения процесса программирования задачи и увеличения скорости работы на ЭВМ. Как правило, это работа по развитию языков высокого уровня применительно именно к микро-ЭВМ. Традиционные языки высокого уровня, используемые на больших ЭВМ, в большинстве своем неприменимы для микро-ЭВМ, так как требуют большого объема памяти, развитых операционных систем и т. д. Были созданы и создаются свои типы языков, которые хотя и многое позаимствовали у языков больших машин, но сохраняют особенности, присущие именно языкам микро-ЭВМ. Среди критериев, которыми необходимо руководствоваться при выборе языка, существуют следующие:

• обработка прерываний на уровне данного языка,

• работа с подпрограммами (т.е. возможность модульного программирования),

• выбор трансляции или интерпретации,

• кросс-средства для отладки ПО,

• структуры данных (разрядность, форма представления, побитовая обработка и т.п.),

• объем требуемой памяти,

• временные соотношения при работе с языком,

• переносимость ПО с одного типа микро-ЭВМ на другой.

Все эти факторы и влияют на конкретный выбор языка. Подробно разработанные языки высокого уровня, такие как АЛГОЛ, ФОРТРАН, КОБОЛ, в процессе совершенствования МПС трансформировались в более приемлемые для данных систем PL/М, PL/Z, MPL, БЕЙСИК, КОРАЛ, СИ и другие. Разработаны и разрабатываются версии таких языков, как ПАСКАЛЬ, Си, RTL/2, ФОРТ, АДА, которые предназначены уже исключительно для микро-ЭВМ. Каждый из этих языков имеет свои особенности, достоинства и недостатки, поэтому ведется работа по совершенствованию их структуры и созданию новых версий. В частности, сейчас уже применяется промежуточный способ преобразования исходной программы на языке высокого уровня: исходная программа сначала транслируется в чрезвычайно экономный промежуточный формат, а затем уже этот формат интерпретируется в объектную программу. Таким образом, соединяются преимущества трансляции и интерпретации: малый объем занимаемой памяти (чуть больше, чем при классической интерпретации) и высокая скорость выполнения программы (чуть медленнее, чем при обычной трансляции). Вообще следует сказать, что ПО микро-ЭВМ развивается более высокими темпами, чем аппаратная часть, так что в этой области следует ждать больших перемен в ближайшем будущем.

С появлением графической операционной системы Windows для ПК наблюдается тенденция перевода всего кросс-ПО на эту систему. При этом облегчается работа программиста, полнее используются все преимущества среды Windows перед ДОС.

Особенно быстрыми темпами развивается ПО для ОЭВМ, которые в настоящее время вытесняют МП. Основными тенденциями развития такого ПО являются:

• интеграция в одной системе ассемблера, компиляторов с языков высокого уровня, редактора текста с широкими возможностями именно для редактирования программ, редактора связей и других модулей,

• добавление к стандартным интегрированным пакетам для языков высокого уровня для ПК специальных "надстроек", которые позволяют создавать программы на ПК (так сделано, например, для ОЭВМ типа AMD186ES, система команд которой практически полностью совпадает с системой команд МП, на котором построен ПК),

• разработка специализированных библиотек, учитывающих особенности МП и ОЭВМ и подсоединяемых к интегрированным пакетам на ПК.

Другой интересной тенденцией, которая наблюдается в разработке ПО для ОЭВМ, является создание так называемых "проектировщиков" (или по-английски Builder). Например, фирма Intel разработала пакет под названием AP-Builder для всех видов МП и ОЭВМ, которые выпускаются этой фирмой. Особенности этого пакета:

• показ в графическом виде на экране структуры МП или ОЭВМ и ее внутренних связей с возможностью выбора двойным щелчком мыши любого компонента системы,

• показ в отдельном окне характеристик компонента (например, таймера, порта и т.п.) и возможность ввода его характеристик в текстовые поля окна,

• автоматическое формирование на основе введенных данных строк программы на Ассемблере или на Си инициализации этого компонента,

• сборка в единый модуль сформированных команд инициализации и добавление модуля к разрабатываемому ПО.