55. Этапы решения научно-технических задач на эвм:

Постановка задачи (описывается цель решения задачи, проблема, подробное содержание характеристик, условия задачи, входные и выходные данные)

Математическое описание (все существующие соотношения между величинами выражаются посредством математических формул, формируется математическая модель задачи с определенной точностью и ограничениями и допущениями, математическая модель должна быть реалистичной и реализуемой)

Выбор и обоснование метода решения (одну и ту же задачу можно решать различными методами: процедурное программирование, объектно-ориентированное программирование, использование известного ПО)

Проектирование (создается общая структура программы, описывается взаимодействие между компонентами программы, блок-схема)

Кодирование (все конструкции, записанные на языке проектирования, переводятся на язык программирования высокого уровня)

Тестирование (всесторонняя проверка программы на правильность, эффективность, на вычислительную сложность- состоит в экспериментальном сравнении двух алгоритмов, решающих одну и ту же задачу)

Составление рабочей документации (требования ЕСПД: описание применения, руководство пользователя, руководство программисту)

Сопровождение (этапы эксплуатации программы: обучение пользователей, обновления программы, консультации)

56. Алгоритм – это точное предписание, которое задает алгоритмический процесс, начинающийся с произвольных исходных данных (из некоторой совокупности возможных для данного алгоритма исходных данных) и направленный на получение полностью определенного этими исходными данными результата.

Алгоритмический процесс – это процесс последовательного преобразования конструктивных объектов (слов, чисел, пар слов, пар чисел, предложений и т.п.), происходящий дискретными «шагами». Каждый шаг состоит в смене одного конструктивного объекта другим.

Семь независимых параметров алгоритма:

• совокупность возможных исходных данных;

• совокупность возможных промежуточных результатов;

• совокупность результатов;

• правило начала;

• правило непосредственной переработки;

• правило окончания;

• правило извлечения результата.

57. Способы описания алгоритмов.

Принцип работы команды вызова подпрограммы САLL <адрес> и команды возврата

RETURN

Работа команды вызова подпрограмм САLL <адрес>

Когда процессор считывает из памяти команду САLL <адрес>, программный счетчик увеличивается и показывает на команду, следующую за командой САLL. То есть программный счетчик теперь содержит адрес возврата, с которого должно продолжиться выполнение основной программы после окончания работы подпрограммы.

При выполнении обращения к подпрограмме процессор сохраняет содержимое программного счетчика в стеке, точнее, в его ячейках ОП.

Далее в программный счетчик загружается адрес команды, с которого начинается подпрограмма. Процессор приступает к выполнению подпрограммы.

Работа команды возврата RETURN

Для возврата из подпрограммы в основную программу служат команды возврата RETURN. Команда возврата из подпрограммы извлекает из стека сохраненный в нем адрес возврата

помещают его в программный счетчик.

Процессор приступает к выполнению основной программы.

Если имели место несколько вложенных вызовов подпрограмм, то возврат произойдет по адресу возврата, сохранённому после последнего вызова, (так как для хранения адресов возврата используется стек и последний сохраненный адрес возврата будет вызван первым).

Канальная программа:

1. Операция обмена данными инициируется ЦП с помощью команды:

НАЧАТЬ ВВОД-ВЫВОД (Start IO (M,N))

M – номер канала

N – номер устройства

Команда передается во все каналы, но воспринимает ее только канал M.

2. Центральный процессор может проверить состояние канала с помощью команды:

ОПРОСИТЬ ВВОД-ВЫВОД (Test IO)

Если канал занят, то он устанавливает соответствующее состояние своих регистров, и процессор по команде (Test IO) может выяснить, что запуск канальной программы для обмена данными не состоялся.

3. Если канал свободен, то он:

Во-первых, выбирает из оперативной памяти из ячейки CAW в свой регистр адрес первой команды SIO (M,N).

Во-вторых, передает подключенным к нему устройствам команду SIO (M,N). Эта команда запуска ввода-вывода передается всем устройствам, но воспринимает ее только устройство N.

Если устройство занято или не готово, в регистрах канала устанавливается соответствующее состояние, и ЦП по команде TIO узнает о том, что операция обмена данными не состоялась.

Если же устройство свободно и готово к обмену данными, оно устанавливает в интерфейсе сигнал ожидания.

4. Получив сигнал ожидания от ВУ, канал выбирает по адресу CAW адрес канальной команды и передает ее в контроллер внешнего устройства, где она выполняется.

5. После выполнения команды канал проверяет в выполненной команде признак конца. Если это не последняя команда, меняется адрес CAW и выбирается следующая команда. Если команда последняя, канал «привлекает к себе внимание» ЦП с помощью сигнала прерывания.

По сигналу прерывания запускается обработчик, являющийся частью операционной системы. Обработчик прерываний выполняет операции, завершающие обмен.

ОС запрашивает состояние регистров канала и выясняет, что именно произошло, и определяет, какие действия необходимо предпринять.

Команда вызова подпрограмм:

1. Когда процессор считывает из памяти команду САLL <адрес>, программный счетчик увеличивается и показывает на команду, следующую за командой САLL. То есть программный счетчик теперь содержит адрес возврата, с которого должно продолжиться выполнение основной программы после окончания работы подпрограммы.

2. При выполнении обращения к подпрограмме процессор сохраняет содержимое программного счетчика в стеке, точнее, в его ячейках ОП.

3. Далее в программный счетчик загружается адрес команды, с которого начинается подпрограмма. Процессор приступает к выполнению подпрограммы.

Команда возврата подпрограмм:

1. Для возврата из подпрограммы в основную программу служат команды возврата RETURN.

2. Команда возврата из подпрограммы извлекает из стека сохраненный в нем адрес возврата помещают его в программный счетчик.

3. Процессор приступает к выполнению основной программы.

4. Если имели место несколько вложенных вызовов подпрограмм, то возврат произойдет по адресу возврата, сохраненному после последнего вызова, (так как для хранения адресов возврата используется стек и последний сохраненный адрес возврата будет вызван первым).

Остановка процессора:

1. Программному счетчику присваивается начальное значение, равное адресу первой команды

2. Центральный процессор производит операцию считывания команды из памяти. В качестве адреса ячейки памяти используется содержимое программного счетчика

3. Содержимое считанной ячейки памяти интерпретируется процессором как команда и помещается в регистр команды. Устройство управления приступает к интерпретации прочитанной команды

4. По адресным полям команды устройство управления определяет, имеет ли команда операнды в памяти. Если это так, на основе указанных в адресных полях режимов адресации вычисляются адреса операндов и производятся операции чтения памяти для считывания операндов.

5. Устройство управления и арифметико-логическое устройство выполняют операцию, указанную в поле кода операции команды. Во флаговом регистре процессора запоминаются признаки результата операции

6. Если это необходимо, устройство управления выполняет операцию записи для того, чтобы поместить результат выполнения команды в память.

Классификация пакетов прикладных программ: