Ответы к ГосЭкзамену 220402 (Информатика)

1ИнформатикаЯзыки программирования микро ЭВММикроэвм - МИКРОЭВМ, небольшой КОМПЬЮТЕР, у которого ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПРОЦЕССОР(ЦП) находится на ИНТЕГРАЛЬНОЙ СХЕМЕ, называемой МИКРОПРОЦЕССОРОМ. Термин микроЭВМ,как правило, обозначает персональный компьютер. Это обычно настольная или портативная ЭВМ (НОУТБУК), которую может использовать одновременно только один человек, и не более.1. Машинноориентированные языки программирования. Сравнительный анализ программных и аппаратных средств для разработки и отладки программногообеспечения для микро ЭВМ и микроконтроллеров.Язык низкого уровня - это язык программирования, предназначенный для определенного типакомпьютера и отражающий его внутренний машинный код; языки низкого уровня часто называют машинноориентированными языками.

Их сложно конвертировать для использования на компьютерах с разными центральными процессорами, а также довольно сложно изучать, поскольку для этого требуется хорошо знатьпринципы внутренней работы компьютера.Машинно-ориентированные языки (computer-sensitive (computer-oriented) language) – это языки, наборы операторов и изобразительные средства которых существенно зависят от особенностей ЭВМ (внутреннего языка, структуры памяти и т.д.)[4]. Машинно-ориентированные языки позволяют использовать всевозможности и особенности машинно-зависимых языков:- высокое качество создаваемых программ (компактность и скорость выполнения);- возможность использования конкретных аппаратных ресурсов;- предсказуемость объектного кода и заказов памяти;- для составления эффективных программ необходимо знать систему команд и особенности функционирования данной ЭВМ;- трудоемкость процесса составления программ (особенно на машинных языках и ЯСК), плохо защищенного от появления ошибок;- низкая скорость программирования;- невозможность непосредственного использования программ, составленных на этих языках, на ЭВМдругих типов.Машинно-ориентированные языки по степени автоматического программирования подразделяются наклассы.1.

Машинный языкОтдельный компьютер имеет свой определенный машинный язык, ему предписывают выполнение указываемых операций над определяемыми ими операндами, поэтому машинный язык является командным.Однако, некоторые семейства ЭВМ (например, ЕС ЭВМ, IBM/370/ и др.) имеют единый машинный язык дляЭВМ разной мощности. В команде любого из них сообщается информация о местонахождении операндов итипе выполняемой операции.В новых моделях ЭВМ намечается тенденция к повышению внутренних языков машинно-аппаратным путем реализовывать более сложные команды, приближающиеся по своим функциональным действиям к операторам алгоритмических языков программирования.2. Языки символического кодированияЯзыки символического кодирования, так же, как и машинный язык, являются командными.

Однако коды операций и адреса в машинных командах, представляющие собой последовательность двоичных (вовнутреннем коде) или восьмеричных (часто используемых при написании программ) цифр, в языках символического кодирования заменены на символы (идентификаторы), форма написания которых помогает программисту легче запоминать смысловое содержание операции. Это обеспечивает существенное уменьшениечисла ошибок при составлении программ.Использование символических адресов – первый шаг к созданию языков символического кодирования.Команды ЭВМ вместо истинных (физических) адресов содержат символические адреса. По результатамсоставленной программы определяется требуемое количество ячеек для хранения исходных промежу-2точных и результирующих значений.

Назначение адресов, выполняемое отдельно от составления программы в символических адресах, может проводиться менее квалифицированным программистом илиспециальной программой, что в значительной степени облегчает труд программиста.3. АвтокодыЕсть также языки, включающие в себя все возможности языков символического кодирования, посредством расширенного введения макрокоманд - они называются автокоды.В различных программах встречаются некоторые, достаточно часто использующиеся, командные последовательности, которые соответствуют определенным процедурам преобразования информации.

Эффективная реализация таких процедур обеспечивается оформлением их в виде специальных макрокоманд и включением последних в язык программирования, доступный программисту. Макрокоманды переводятся в машинные команды двумя путями – расстановкой и генерированием. В постановочной системе содержатся «остовы» - серии команд, реализующих требуемую функцию, обозначенную макрокомандой. Макрокоманды обеспечивают передачу фактических параметров, которые в процессе трансляции вставляются в «остов» программы, превращая её в реальную машинную программу.В системе с генерацией имеются специальные программы, анализирующие макрокоманду, которыеопределяют, какую функцию необходимо выполнить и формируют необходимую последовательностькоманд, реализующих данную функцию.Обе указанных системы используют трансляторы с языками символического кодирования и набормакрокоманд, которые также являются операторами автокода.Развитые автокоды получили название Ассемблеры.

Сервисные программы и пр., как правило, составлены на языках типа Ассемблер.4. МакросЯзык, являющийся средством для замены последовательности символов описывающих выполнениетребуемых действий ЭВМ на более сжатую форму - называется Макрос (средство замены).В основном, Макрос предназначен для того, чтобы сократить запись исходной программы. Компонентпрограммного обеспечения, обеспечивающий функционирование макросов, называется макропроцессором. На макропроцессор поступает макроопределяющий и исходный текст. Реакция макропроцессора навызов - выдача выходного текста.Макрос одинаково может работать, как с программами, так и с данными.Наибольшее распространение среди машинно-ориентированных языков программирования получили Ассемблеры.Ассемблер (от англ.

assembler — рабочий-сборщик) — компьютерная программа, компилятор исходноготекста программы, написанной на языке ассемблера, в программу на машинном коде.Как и сам язык (ассемблера), ассемблеры, как правило, специфичны конкретной архитектуре, операционнойсистеме и варианту синтаксиса языка. Вместе с тем существуют мультиплатформенные или вовсе универсальные (точнее, ограниченно-универсальные, потому что на языке низкого уровня нельзя написать аппаратно-независимые программы) ассемблеры, которые могут работать на разных платформах и операционных системах. Среди последних можно также выделить группу кросс-ассемблеров, способных собирать машинный код и исполняемые модули (файлы) для других архитектур и ОС.Ассемблирование может быть не первым и не последним этапом на пути получения исполняемого модуляпрограммы. Так, многие компиляторы с языков программирования высокого уровня выдают результат ввиде программы на языке ассемблера, которую в дальнейшем обрабатывает ассемблер.

Также результатомассемблирования может быть не исполняемый, а объектный модуль, содержащий разрозненные и непривязанные друг к другу кусочки машинного кода и данных программы, из которого (или из нескольких объектных модулей) в дальнейшем с помощью программы-компоновщика (или «линкера») может быть скомпонован исполняемый модуль.Процесс трансляции программы на языке ассемблера в объектный код принято называть ассемблированием.В отличие от компилирования, ассемблирование — более или менее однозначный и обратимый процесс. Вязыке ассемблера каждой мнемонике соответветствует одна машинная инструкция, в то время как в языкахпрограммирования высокого уровня за каждым выражением может скрываться большое количество различных инструкций.

В принципе, это деление достаточно условно, поэтому иногда трансляцию ассемблерныхпрограмм также называют компиляцией.В качестве аппаратных средств для разработки и отладки программного обеспечения для микро ЭВМ имикроконтроллеров используют программаторы. Программатор — аппаратно-программное устройство,предназначенное для записи информации в постоянное запоминающее устройство.3Классификация программаторовПо типу микросхем Программирующие микросхемы ПЗУ (ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием, ППЗУ, флэш-память). Программирующие внутреннюю память микроконтроллеров. Программирующие ПЛИС.Универсальные программаторы могут поддерживать все вышеперечисленные типы.По сложностиЕсли нужно единожды запрограммировать микроконтроллерное устройство, радиолюбители обходятся простейшим программатором, подключаемым к COM- или LPT-порту.

Например, самый простой программатордля микросхем AVR — это кабель из шести проводов и четырёх резисторов).Те любители, которые занимаются разработкой микропрограмм или производят свои схемы в больших количествах, используют программаторы посложнее — такие устройства часто содержат свой микроконтроллер. Подобные программаторы удобны тем, что после работы переводят свои выходы в Z-состояние, и запрограммированное устройство можно испытывать, не отключая программатора.

Такие программаторы, какправило, работают с одним-двумя семействами микросхем.Самодеятельным конструкторам программаторов известна «проблема курицы и яйца» — если в схеме программатора присутствует микроконтроллер, то и его необходимо запрограммировать при отсутствии готового программатора. В таких случаях обычно отдают микросхему профессионалам, либо строят простейшийпрограмматор для подключения к COM- или LPT-порту компьютера.В конструкторских бюро и лабораториях применяются универсальные программаторы. Поскольку в такихустройствах каждый из выводов разъёма (а этих выводов может быть до сотни) может подавать на микросхему напряжения от 0 до 27 В с точностью в 0,1 вольт и частотами до 40 МГц, универсальные программаторы бывают очень дороги — до нескольких тысяч долларов.

Зато при появлении новой микросхемы достаточно добавить её поддержку на программном уровне.По подключению микросхемы Параллельный. Внутрисхемный.Параллельные программаторы содержат разъём, в который и вставляется программируемая микросхема.Внутрисхемные пригодны только для тех микросхем, в которых поддерживается внутрисхемное программирование, но позволяют прошивать микросхему, не вынимая её из устройства.При покупке параллельного программатора стоит обратить внимание на качество разъёма, в который устанавливается микросхема. Обычный одноразовый разъём долго не прослужит; программатор должен иметьцанговые разъёмы — а ещё лучше ZIF. В дорогих программаторах есть несколько разъёмов — под разныевиды корпусов.По подключению к компьютеруПервые программаторы были автономными — для набора прошивки имелась клавиатура или коммутационная панель. С распространением ПК такие программаторы были полностью вытеснены подключаемыми ккомпьютеру — специальная программа (которая также называется программатором) передаёт прошивку скомпьютера, а программатору остаётся только записать её в память микросхемы.Для подключения программаторов могут применяться: Последовательный порт. Параллельный порт. Специализированная интерфейсная плата (ISA или PCI). USB. Ethernet.Стоит заметить, что в самых простых параллельных и последовательных программаторах управляющемуПО приходится напрямую управлять логическим уровнем на выводах порта (на жаргоне электронщиков«дрыгоножество» или bitbang).