Лекция № 18
Тема: «Программное обеспечение»
Текст лекции по дисциплине: «Цифровые устройства и
микропроцессоры»
КАЛИНИНГРАД
Г
Содержание
Введение.
Учебные вопросы (основная часть):
1. Программное обеспечение микроконтроллеров
Заключение
Литература:
Л9.Б.А.Калабеков «Цифровые устройства и микропроцессорные системы», М.: «Горячая линия — телеком», 2000 г. с. 303-313
Учебно-материальное обеспечение:
1. Полилюкс
2. Слайды
Текст лекции
Введение
В микроконтроллерах объектов или процессов аппаратные средства (АС) и программное обеспечение (ПО) существуют в форме неделимого аппаратно-программного комплекса. При проектировании микроконтроллеров приходится решать одну из самых сложных задач разработки, а именно задачу оптимального распределения функций микроконтроллера между АС и ПО.
1. Программное обеспечение микроконтроллеров
Микропроцессорная система, состоящая из микропроцессора, источников питания, модулей памяти, интерфейса и устройства ввода-вывода, представляет собой аппаратуру для обработки информации, и в целом представляет собой микро-ЭВМ. Как правило, её принято называть аппаратной частью системы обработки. Однако, для работы аппаратной части, или как принято говорить на сленге “компьютерщиков”, для работы “железа”, необходимы ещё и указания для её работы. Такие указания представляют собой программное частьсистемы обработки информации, другими словами программное обеспечение системы обработки информации.
Программное обеспечение — это набор программ различного назначения, обеспечивающих функционирование микропроцессорной системы, автоматизацию программирования и решения задач.
Программное обеспечение ориентировано на массовое применение. При этом оно разделяется следующим образом:
* операционные системы;
* инструментальные системы (языки или системы программирования);
* прикладные пакеты, включающие в себя пакеты прикладных программ функционально-ориентированные, общего назначения, проблемно-ориентированные;
* интегрированные прикладные системы и пакеты.
Если обобщить сказанное, то можно выделить системное программное обеспечение, не зависящее от конкретного применения, и программное обеспечение пользователяразрабатываемое последним для выполнения конкретных задач. К нему можно отнести из сказанного инструментальные системы (языки или системы программирования); прикладные пакеты; интегрированные прикладные системы и пакеты. Это две части единого программного обеспечения.
Основу системного программного обеспечения образует, как правило, некоторая операционная система.
Операционная система представляет собой совокупность специальных программ.
Назначение операционной системы.
Операционная система предназначена:
* для управления всеми аппаратурными и программными ресурсами вычислительной системы, основу которой составляет микропроцессорная система;
* для облегчения процесса создания и отладки новых программ;
* для автоматизации прохождения программ через вычислительную машину;
* для управления файлами;
* для повышения пропускной способности вычислительной системы и производительности труда обслуживающего персонала.
Таким образом, операционная система является посредником между вычислительной системой и её пользователями. Она осуществляет анализ и интерпретацию запросов каждого пользователя и обеспечивает их должное выполнение.
Классификация операционной системы.
Классификацию операционных систем рассмотрим по одному признаку:
1.В зависимости от режима работы:
* однопрограммная операционная система;
* мультипрограммная операционная система.
Однопрограммная операционная система рассчитана лишь на одного пользователя, в то время как мультипрограммная операционная система может обслуживать одновременно несколько пользователей.
Состав операционной системы.
Чаще операционная система состоит из относительно компактного ядра — монитора — и набора системных программ и данных.
Монитор предназначен для
* организации взаимодействия пользователей с микро-ЭВМ;
* запуска и контроля выполнения системных программ и программ пользователей;
* слежения за выполнением операций ввода-вывода;
* управления распределением оперативной памяти микро-ЭВМ;
* манипулирования файлами.
Как правило, весь монитор, или его часть с момента загрузки и запуска операционной системы постоянно находится в оперативной памяти микро-ЭВМ. Такая часть монитора называется резидентной. Компоненты монитора, не входящие в резидентную часть загружаются в оперативную память по мере необходимости.
В группу системных программ и данных могут входить трансляторы и интерпретаторы языков программирования, редактор текста, редактор связей программных модулей, программа для реализации библиотечных операций, отладчик программ, драйверы внешних устройств, текстовые программы библиотеки исходных, объектных и загрузочных программных модулей, библиотека макрокоманд.
Программное обеспечение пользователя представляет собой набор программ и данных пользователя.
Взаимодействие указанных составных частей программного обеспечения отражено на следующем рисунке.
Рис. 1
При разработке программного обеспечения пользователя, как правило пользуются языками программирования. Поэтому уместным будет кратко ознакомиться с ними.
Язык программирования — система описания совокупности инструкций, выполнение которых гарантирует правильное решение задачи.