1 Понятие встраиваемой вычислительной системы

Это специальная компьютерная система, разработанная для работы с каким-либо устройством обычно она работает в реальном времени автономно, например, автопилот машины, программа для медицинского оборудование для элеватора зерна

2 Проектирование программно-реализованных ВсС

Процесс проектирование вычислительных систем включается в себя разработку архитектуры вcс и программного обеспечения для встроенной системы основывается на выполнение функций и задач.

Какие бывают требования: функциональные, аппаратные, бизнес требования ЯП Архитектура ПО тестирование и отладка.

3 Встроенное программное обеспечение

Это программное обеспечение, разработанное для встроенных систем, осуществляется управление задачами, контроля координации. Особенности работает с ограниченными ресурсами, работа в реальном времени, отказоустойчивость взаимодействует с аппаратной частью

4 Классификация ВсС

Системы автоматического управления, Измерительные системы, информационные системы (запрос ответ), Цифровые системы передачи данных, сложные системы реального времени, мультимедийные системы, системы управления объектами

Признакам

Топология, конструкция

По принципу комплексирования, ВсС

полностью готовые,

блочные,

заказные,

полузаказные

смешанные.

5 Проблемы архитектурного проектирования ВсС

Органичные ресурсы, производительность, надежность, интеграция компонентов, безопасность, сложная разработка и тестирование

6 Группы архитектурных абстракций

1) базовые элементы ВС (вычислительный механизм, вычислительная платформа, архитектурный агрегат);

2) абстракции представления ВС на системном уровне (архитектура, архитектурная платформа, архитектурная модель, аспект);

3) абстракции процесса проектирования (проектирование ВсС, инфраструктура проекта, проектное пространство, аспектное пространство);

4) понятия для анализа и оценки существующих архитектурных решений (вычислительный процесс, виртуальная машина, модель вычислений).

7 Вычислительные абстракции

Вычислительные абстракции представляют собой концептуальные модели, которые упрощают и абстрагируют процессы вычислений и операции, выполняемые компьютерной системой. Они позволяют разработчикам работать с абстракцией, а не с низкоуровневым кодом.

Примеры: Абстракция языка программирования, Абстракция ОС, Абстракция памяти, Абстракция апаратуры, абстракция сети.

8 Абстрактная элементная база ВсС

Представляет собой набор абстрактных компонентов и интерфейсов, которые используются при проектировании и разработке ВС. Эти абстракции предоставляют уровень абстракции выше конкретной аппаратной реализации и позволяют разработчикам создавать и интегрировать компоненты с высокой степенью переносимости и повторного использования.

Пример: Процессор микроконтроллер, Память, устройство связи, периферийные устройства, ОС, Источник питания, двигатель.

9. Аспектный подход к проектированию ВсС

Является методологией, которая позволяет разделять и структурировать различные аспекты системы, такие как функциональность, безопасность, надежность, энергоэффективность и другие, в отдельные модули, называемые аспектами. Каждый аспект представляет собой логическую единицу, которая описывает и управляет определенным аспектом системы независимо от остальных.

Основные идеи и подходы: Разделение ответственности, Модульность, Сокрытие деталей реализации (инкапсуляция), Возможность повторного использования (наследование), Гибкость и модификация

1. Вычислительные механизмы

это методы и инструменты, используемые для выполнения вычислений и обработки информации в компьютерных системах. Они обеспечивают основу для функционирования программного обеспечения и реализации алгоритмов.

Примеры: ЦП, Арифметико-логическое устройство, Память, Регистры, Кеш-память, Устройства ввода-вывода

11 Виртуальные вычислительные машины

абстрагирование - это обобщённое название для модели (ВВМ) – которой нет в природе и обладает существенными сторонами с со сокрытие деталей.

Виртуализация – абстрактное (модельное) представление вычислительных ресурсов программно-аппаратной платформы.

Виртуальная вычислительная машина (ВВМ) – техническое решение, реализующее семантику модели вычислений (MoC).

Разделение вычислительной системы на механизмы и вычислительные виртуальные машины.

Особенности: Изоляция, Апаратная эмуляция, Гибкость и портативность, Управление ресурсами

12 Архитектура ВсС как иерархия ввм

Архитектура ВсС (Виртуальной системы с командной обработкой) является одним из подходов к проектированию встроенных систем.

используют внутреннюю память для хранения программ и данных, а также выполняют все операции непосредственно в этой памяти.

Иерархия ВВМ (вычислительно-управляющих машин) является одной из концепций организации памяти в АВС. Цель иерархии ВВМ состоит в том, чтобы увеличить скорость доступа к данным путем использования более быстрой, но более дорогой памяти на более низком уровне, и передавать данные между уровнями при необходимости.