2.2. Организация машинных языков высокого уровня и технология программирования мвс с программируемой архитектурой

Для МВС с ПА необходимо создание машинных языков высокого уровня, описывающих каждую крупную МО одним оператором. Такая форма машинного языка высокого уровня обладает непроцедурностью и требует для своей реализации задания только входных параметров без указания процесса реализации отдельных крупных операций. Эти параметры располагаются в произвольном или, в зависимости от структуры транслятора, в позиционном порядке с соответствующими признаками. Основные признаки, определяющие реализацию оператора: признак принадлежности оператора реализуемой задаче (для ассоциативного способа загрузки МВС с ПА); признак принадлежности оператора устройству, который необходим для реализации ассоциативного способа рассылки операторов по устройствам; номер программного блока, в

Рис. 2.2 Процедура реализации параллельных программ в МСПА.

котором участвует данный оператор; код операции, выполняемой данным устройством; параметр длины вектора операндов, обрабатываемых устройством; параметр состояния результата; параметр особых условий выполнения оператора; параметр расположения и считывания информации в ОЗУ (для запоминающих устройств).

Первые три признака в зависимости от выбранного метода организации вычислительного процесса могут отсутствовать. Последние два могут содержать несколько подпараметров, обеспечивающих функциональную полноту описываемого оператора.

Конкретный набор и структура параметров определяются областью применения МВС с ПА и техническими ограничениями на производство.

При произвольном расположении параметров каждый из них должен иметь отличительный признак. В качестве таких признаков могут служить идентификаторы.

Описание мнемонической формы оператора, реализующего крупные операции, имеет вид ,где  - начальный символ машинного оператора;  – идентификатор параметра; - значение параметра, пусто.

Позиционное расположение параметров несколько упрощает структуру транслятора, однако существенно усложняет процесс программирования, так как требует от программистов строгого соблюдения порядка следования параметров, число которых может быть более десяти.

В связи с тем, что во многих МО длина вектора входных данных не совпадает с длиной вектора результатов, данный параметр должен иметь два подпараметра, позволяющих программистам осуществлять различного рода сортировки, а также организовать контроль правильности функционирования устройств.

Операторы различных устройств отличаются друг от друга только набором и значением параметров, что обеспечивает унификацию процесса трансляции в машинные форматы.

С целью обеспечения простоты программирования и достижения высокой эффективности решения задач необходимо использовать блочную структуру формирования программ. Программный блок реализует полностью или частично операторы одного загрузочного яруса. Вся программа состоит из последовательности блоков. Использование блоков осуществляется в порядке написания или в порядке, указанном метками переходов. Каждый из блоков может повторяться необходимое для решения задачи число раз. Если несколько блоков нужно объединить в некоторую более сложную программную единицу, то такая конструкция будет называться составным блоком. Последний также может повторяться в процессе решения задачи необходимое число раз.

Обобщенная структура простого программного блока для МВС с ПА имеет следующий вид:

Если программные операторы Q пишутся в одну строку, то они должны разделяться точкой с запятой.

Структура составного блока представляется следующим образом:

Стратегия реализации блока для конкретного варианта МВС с ПА определяется заложенными при технической реализации принципами организации вычислительных процессов.

Линейная форма записи алгоритмов и программ не всегда позволяет четко ориентироваться в них и эффективно проводить преобразования ввиду слабых наглядных свойств линейной формы записи. Для устранения указанного недостатка разработана графическая форма представления алгоритмов и программ в виде технологической карты (рис. 2.3.). Занятость входа или выхода определяется сплошной горизонтальной линией, над которой пишется условие выполнения оператора , а под ней - реализуемый устройством оператор Q.

Штриховая линия указывает, что устройство свободно. Длительность линии пропорциональна времени занятости или простоя устройства или какого-либо его входа. Каждое устройство определяется одной или несколькими горизонтальными линиями, число которых равно суммарному числу входов и выходов устройства. Входы и выходы устройства нумеруются или помечаются мнемоническими обозначениями. Порядок расположения линий, соответствующих входам и выходам одного устройства, а также устройств в целом, произвольный. Разделение процесса функционирования устройств на отдельные блоки осуществляется сплошными вертикальными линиями без стрелок. Они разделяют время реализации устройствами различных операторов.

Рис. 2.3 Технологическая карта алгоритмов и программ

Для определения направлений передачи информации используются вертикальные линии со стрелками. Стрелка определяет, между какими устройствами происходит обмен информацией. Время действия связи, определенное одной стрелкой, ограничивается вертикальными линиями без стрелок, являющимися границами программных блоков. Вертикальные линии со стрелками, расположенными между двумя соседними граничными линиями, определяют оператор пространственного коммутатора в данном программном блоке.

Последним действием, необходимым для полного описания процесса функционирования МВС с ПА, является организация циклической реализации каждого программного блока или группы блоков. Для графического представления данного обстоятельства предлагается использовать сплошные горизонтальные линии со стрелками. Около каждой такой стрелки указывается условие, по которому происходит возврат на начало текущего простого или составного блока.

При необходимости организации ветвления все ветви возможной реализации располагаются друг под другом между общими граничными линиями.

Данная реализация обеспечивает максимальную наглядность всего процесса функционирования МВС с ПА и простоту его преобразований с целью достижения максимальной производительности.