Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
7.5.2. ОСОБЕННОСТИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМ
Современные системы накопления и обработки данных в реальном времени создаются из программно-управляемой модульной аппаратуры и вычислительных машин и их узлов — микропроцессоров, устройств памяти и т. д. Иногда в достаточно простых задачах модульная аппаратура в стандарте КАМАК может работать автономно, без ЭВМ. В этом случае она управляется специальным модулем — контроллером, который может быть выполнен на базе микропроцессора. Чаще во главе системы находится достаточно мощная мини-ЭВМ, которой подчиняется модульная аппаратура. Возможны и более сложные иерархические системы.
Чтобы система выполняла возложенные на нее функции (собирала данные, сортировала их, обрабатывала в реальном времени и управляла экспериментом), нужна прикладная или исполнительная программа. Такая программа должна выдавать последовательность команд на выполнение определенных операций и при этом обеспечивать процедуру принятия решений. Последнее зависит от «интеллектуальных» возможностей ЭВМ или микропроцессора.
350
Блок-схема программы. Начальным, но весьма важным этапом и разработке программы является составление блок-схемы программы. В блок-схеме в графическом виде изображается алгоритм решения задачи, т. е последовательность ожидаемых событий и выполняемых операций. Графические символы, из которых составляется блок-схема, называются блоками или операторами. Они стандартизованы (некоторые из них показаны на рис. 7.16) и обозначают определенные операции. Так, операции действия (общие операции) изображают прямоугольником, условные операции (при^ нятие решения) — ромбом и т. д. Линии и стрелки между блоками также имеют смысловую нагрузку. Они показывают последовательность выполнения операций. Для операции Принятие решений линии, выходящие из нижней и боковой вершин ромба, обозначают ветвление процесса. В’нутри каждого модуля кратко записывают содержание операции.
Рассмотрим в качестве примера блок — схему программы счетной системы, выполненной в стандарте КАМАК (рис. 7.17). Система состоит из счетчиков и контроллера с фиксированными программами, адресного сканирования и управляет процессом чтения информации со всех блоков, находящихся в каркасе, и выводом ее на цифропечатающее устройство или ЭВМ. Работа системы начинается при получении сигнала запроса L от счетчика-таймера, после чего осуществляется цикл с командой чтения F (0) последовательно по всем адресам,
Контроллер работает в режиме
О
о
<о
Оіїщая
операция
Разветвление (по условию)
Подпрограмма
Модификация
программы
Ручная
операция
Рис. 7.16. Графические символы (блоки или операторы) блок-схем программ
Рис. 7.17. Блок-схема программы счетной системы, выполненной в стандарте КАМАК
351
начиная с меньшего, т. е. с блока, занимающего станцию с номером N= 1 и подадресом A =0. Если устройство с данным адресом в каркасе отсутствует, то после подачи команды из магистрали не поступает сигнал ответа Q. В этом случае в контроллере после окончания цикла производится добавление 1 к значению N и установка в 0 значения А, а затем начинается новый цикл. Если устройство с данным адресом имеется в каркасе, то в магистрали появляется сигнал ответа Q. В этом случае информация с шин чтения заносится в имеющийся в контроллере регистр данных «и посылается сигнал Вызов в ЭВМ или цифропечатающее устройство. После приема информации от контроллера они выдают сигнал Код принят, и цикл продолжается. После его окончания производится добавление 1 к значению А, а значение N остается неизменным, и начинается новый цикл. Работа контроллера заканчивается после достижения станции N 24. При этом в магистраль посылается сигнал сброса С, переводящий все счетчики в нулевое состояние, и система готова к началу следующей экспозиции.
Языки программирования. Блок-схема программы системы преобразуется в рабочую программу, т. е. в последовательность команд, управляющих работой ЭВМ или микропроцессора. Составление программы можно вести на разных уровнях. Для измерительно-вычислительных систем с обработкой данных в реальном времени часто используют языки низкого уровня: машинный язык или ассемблер.
В машинном языке команды обычно соответствуют арифметическим и логическим операциям, при этом для каждой ЭВМ или измерительного устройства характерны свои системы команд, определяющие выполнение тех или иных операций. Ранее была приведена система машинных команд и операций для модульной аппаратуры КАМАК (см. табл. 7.1). При составлении программы для такой аппаратуры на уровне машинного языка сначала алгоритмы работы системы выражают в командах КАМАК, а затем переводят на машинный язык используемой ЭВМ или микропроцессора.
Удобнее вести программирование на языке ассемблер. Это простой символический язык, индивидуальный для каждого типа ЭВМ или микропроцессора и, как правило, прилагаемый к ним. Он отличается от машинного языка тем, что вместо числовых значений команд использует их наглядные символические обозначения. Написанная в мнемоническом виде программа с помощью транслятора ассемблера преобразуется в рабочую программу на машинном языке, которая и ведет управление системой.
