13. Программирование встраиваемых систем. Алгоритмы, способы отображения.

Алгоритм – это предписание, однозначно задающее процесс преобразования исходной информации в виде последовательности элементарных дискретных шагов, приводящих за конечное число их применений к результату. Алгоритм – это программа действий, а программирование это перевод алгоритма на язык, понятный вычислительной машине.

Выделяют три класса алгоритмов: вычислительные, информационные и управляющие.

Вычислительные – как правило, используют простые виды данных (числа, матрицы), но процесс их обработки может быть сложным и длительным.

Информационные – представляют собой набор сравнительно простых процедур (например, поиск слова, удовлетворяющего определенным признакам), но работают с огромными объемами информации. Примером могут служить алгоритмы работы баз данных.

Управляющие – получают данные из внешних источников (процессов), которыми они управляют. Результатом работы являются управляющие воздействия. Управляющие алгоритмы характеризуются быстротой реакции на внешние воздействия, управляющие воздействия должны быть выданы в соответствующие моменты времени.

Алгоритм может быть описан различным образом, например, в виде математической формулы или словесного описания. Распространенной формой описания алгоритма является блок-схема. Она позволяет представить алгоритм в обозримом виде, что позволяет проводить его анализ и поиск ошибок при его реализации.

Блок-схема представляет собой граф специального вида, где вершины представляют собой шаги (части, блоки), а дуги показывают возможные переходы между вершинами в процессе выполнения алгоритма. Безусловные шаги принято изображать прямоугольниками, а условные – в виде ромбов. Из ромбов всегда выходят две стрелки, одна с пометкой «да» (условие выполнено), другая – с пометкой «нет» (условие не выполнено).

Каждый шаг алгоритма может представлять собой более простой алгоритм (подалгоритм), называемый блоком. Блоки должны обладать всеми свойствами алгоритмических шагов и быть раскрыты до элементарных шагов в своих блок-схемах.

13. Структура по (программного обеспечения).

ПО включает: операционную систему (ОС), инструментальные средства (языки и системы программирования), прикладные программы и пакеты программ.

Операционная система - оболочка, система программ, связанных с распределением ресурсов и организацией вычислительного процесса, в том числе связь с аппаратными средствами.

Основные функции ОС:

- планирование работы;

- инициация выполнения задачи;

- управление ходом выполнения задачи;

- организация обмена с внешними устройствами;

- анализ ошибок и разрешение конфликтов;

- завершение выполнения задачи;

- обеспечение использования системных программных средств: библиотек, трансляторов, систем отладки.

Операционные системы бывают:

- однозадачные – ОС предоставляет все ресурсы системы для решения одной задачи;

- с пакетной обработкой - несколько независимых задач собираются в пакет и решаются последовательно одна за другой;

- мультипрограммные – обеспечивают совмещение выполнения нескольких задач так, что эти задачи выполняются различными составными частями системы, например, могут совмещаться во времени ввод данных для первой задачи, вычисления для второй задачи, вывод данных для третьей задачи;

- с разделением времени, когда каждой задаче отводится часть оперативной памяти и она выполняется в течение отведенного кванта времени, по истечении которого процессор переходит к выполнению следующей задачи вне зависимости от того, в каком состоянии находится предыдущая задача, которая ставится в очередь до следующего выделенного ей кванта времени;

- реального времени – данные поступают в систему извне и должны быть обработаны в течение ограниченного времени такой режим характерен для систем управления;

- распределенные ОС – обеспечивают распараллеливание вычислительного процесса и его реализацию на нескольких процессорах.

ОС содержит управляющие и системные программы.

Управляющие программы:

- управления заданиями;

- управления задачами (супервизоры – обработка прерываний);

- управления данными;

- начальной загрузки и генерации ОС.

Системные программы:

- редактор связей – объединяет модули;

- загрузчик частей программ.

ДОПОЛНИТЕЛЬНО:

Программное обеспечение (ПО) – совокупность программ, предназначенная для решения задач на ПК.

ПО можно условно разделить на три категории:

1. Системное ПО - это комплекс программ, которые обеспечивают управление компонентами компьютерной системы, такими как процессор, оперативная память, устройства ввода-вывода, сетевое оборудование, выступая как «межслойный интерфейс», с одной стороны которого аппаратура, а с другой - приложения пользователя. В отличие от прикладного программного обеспечения, системное не решает конкретные прикладные задачи, а лишь обеспечивает работу других программ, управляет аппаратными ресурсами вычислительной системы и т.д.

2. Прикладное ПО - программа, предназначенная для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанная на непосредственное взаимодействие с пользователем. В большинстве операционных систем прикладные программы не могут обращаться к ресурсам компьютера напрямую, а взаимодействуют с оборудованием и посредством операционной системы. Также на простом языке — вспомогательные программы.

3. Инструментальное ПО - программное обеспечение, предназначенное для использования в ходе проектирования, разработки и сопровождения программ