10_Модульное программирование (В.Г. Баула - Введение в архитектуру ЭВМ и системы программирования), страница 9

С этим недостатком, конечно, можно бороться, увеличивая размер рабочего поля, и используя такназываемую виртуальную память, что и делают динамические загрузчики на современныхИтак,ЭВМ.программист должен оценить эти дополнительные затраты, связанные со счётом по схемес динамической загрузкой и связыванием, по сравнению со статической загрузкой и статическимсвязыванием. В том случае, если такие затраты допустимы, то схеме счёта с динамической загрузкойи связыванием следует отдать предпочтение. 4 В то же время следует иметь в виду, что, если общийобъём всех модулей программы достаточно велик, то у схемы счёта с динамической загрузкой и свя1Забегая вперёд, отметим, что далее, при классификации выполняемых модулей в следующей главе, мыскажем, что такие процедуры и функции относятся к классу перемещаемых программ.2В большинстве случаев на современных ЭВМ во время выполнения программ кодовые сегменты закрыты на запись, т.е.

попытка их изменения вызывает сигнал прерывания по защите от записи.3Как следствие, запрещены вложенные (локальные) процедуры и функции, так как их наличие предполагает близкий вызов. Это свойство выполняется в нашем языке Ассемблера и в некоторых языках высокогоуровня, где вложенные процедуры и функции тоже запрещены (например, в Фортране и С).4Эта схема может быть неприемлема, например, для так называемых программ реального времени, которые предназначены для управления быстрыми внешними устройствами (ракетой, химическим или ядернымреактором и т.д.).24зыванием вообще нет альтернативы, так как все модули просто не поместятся одновременно даже вбольшой памяти современных компьютеров.В заключение рассмотрения схемы работы динамического загрузчика отметим одно обстоятельство.

Алгоритм работы рассмотренного нами динамического загрузчика можно значительно упростить, если запретить процедурам на рабочем поле вызывать друг друга, т.е. эти процедуры вызываются только из головной программы, и туда же производится возврат. Именно так и обстояло делона ЭВМ первого и, частично, второго поколения, поэтому там динамический загрузчик был совсемпростой программой, и его применение не слишком увеличивало время счёта. В качестве упражнения можете сами разработать схему такого упрощённого динамического загрузчика.В современных ЭВМ наборы динамически загружаемых модулей одной тематики обычно объединяют в один файл – библиотеку динамически загружаемых и динамически связываемых модулей(в некоторых операционных системах они называются по-английски Dynamic Link Library – DLL).Таким образом, модульная программа состоит из головного модуля и одной или нескольких DLLбиблиотек.

Заметим, что объединение близких по тематике процедур в один файл облегчает динамическому загрузчику поиск необходимых внешних процедур, так как оглавления (паспорта) такихбиблиотек можно всё время держать в памяти динамического загрузчика. Разумеется, при использовании таких библиотек необходима и специальная служебная программа Библиотекарь. С помощью Библиотекаря пользователь может включать в заданную библиотеку новые модули и исключатьустаревшие, а также заменять модули, в которых найдены ошибки, на исправленные версии этих модулей.Заметим далее, что в принципе один и тот же набор объектных модулей можно использовать какдля статической схемы счёта (предварительно вызвав редактор внешних связей и статический загрузчик), так и для динамической схемы счёта (вызвав динамический загрузчик с параметром – головным объектным модулем).

Таким образом, компиляторы могут получать объектные модули, пригодные для использования в любой их этих двух схем счёта. 1Сделаем теперь замечание к использованию одних и тех же программных модулей в разныхпрограммах при мультипрограммной работе ЭВМ. Из рассмотренной схемы работы динамическогозагрузчика ясно, что для решения этой проблемы достаточно сделать рабочее поле и таблицы динамического загрузчика общими для всех находящихся в памяти программ. При этом, правда, все такие модули, использующиеся в разных программах, должны обладать особым свойством: быть такназываемыми реентерабельными (или параллельно используемыми).

Что это такое, мы будем изучать в следующей главе.На этом мы завершим наше по необходимости краткое знакомство со схемами выполнения модульных программ.Вопросы и упражнения1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.Какую роль играют модули при разработке программного обеспечения?Что такое многоязыковая система программирования?Каковы преимущества и недостатки модульного программирования?Какой модуль называется головным и как он оформляется на Ассемблере?Что такое связи между модулями на Ассемблере?Что такое связи по управлению и связи по данным?Что такое статические и динамические связи между модулями на Ассемблере?Что такое входные точки и внешние адреса модуля?Что такое объектный модуль и кто его делает?Какая информация хранится в паспорте объектного модуля?1Некоторые операционные системы (например, Windows) допускают и комбинированную схему счётамодульной программы.

При этом часть модулей собирается редактором внешних связей в загрузочный модуль,а некоторые процедуры могут вызываться программистом при помощи динамического загрузчика (такой вызовделается не по обычной команде CALL, а обращением к специальной служебной процедуре операционной системы, которая является аналогом рассмотренной нами ранее служебной процедуры динамического загрузчикаLoadGo).2511.12.13.14.15.16.17.18.Из каких этапов состоит процесс сборки программы из объектных модулей? Какие ошибки приэтом могут быть выявлены?Что такое общие области памяти модулей и как они могут использоваться при программировании?Какие поля в сегментах загрузочного модуля остаются незаполненными?Опишите схему работы статического загрузчика.Какие достоинства и недостатки имеет схема счёта модульной программы со статическим связыванием и статической загрузкой?В чём заключается идея счёта модульной программы с динамическим связыванием и динамической загрузкой модулей?Опишите схему работы динамического загрузчика.Объясните, каким образом служебная процедура динамического загрузчика LoadGo (см.

рис.10.5), получив управление по команде jmp LoadGo , вычислит величину TBA_proc, то естьопределит, что надо загружать, например, именно процедуру с именем Beta, а не какуюнибудь другую внешнюю процедуру из TBA..