Разработка метода и средств программной эмуляции семейства бортовых вычислительных машин с открытой системой команд

• Автор: Корнеенкова, Анна Викторовна
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 с. : ил.

Оглавление.
Введение.

ГЛАВА 1. Эмулирование бортовых вычислительных машин с открытой системой команд.

1.1. Структура бортовых вычислительных систем

1.2. Системы эмуляции бортовых вычислительных машин

1.3. Обзор систем эмуляции бортовых вычислительных машин.

1.4. Способы организации системы программной эмуляции

1.4.1. Способ организации системы эмуляции на основе интерпретатора.

1.4.2. Способ организации системы эмуляции на основе компилятора.

1.4.3. Способ организации системы эмуляции трапслирующскомлидирующего

1.5. Выводы
1.6. Постановка задач исследования.
ГЛАВА 2. Разработка метода трансляции на промежуточный язык с учетом эмуляции систем вводавывода, диспетчеризации и аппарата синхронизации и методики программной эмуляции семейства БЦВМ ОСК.
2.1. Определение возможности программной эмуляции
2.2. Метод трансляции на промежуточный язык с учетом эмуляции систем
вводавывода, диспетчеризации и аппарата синхронизации.
2.2.1. Способы формирования адресной трассы
2.2.1.1. Способ формирования адресной трассы при последова тельном анализе памяти операторов.
2.2.1.2. Способ формирования адресной трассы по функциональным задачам.
2.2.2. Способы распознавания операторов ОСК
2.2.2.1. Способ распознавания оператора по коду операции.
2.2.2.2. Способ распознавания оператора по функциональному представлению.
2.2.3. Способы представления оператора на промежуточном языке
2.2.4. Особенности трансляции вычислительных операторов ОСК
2.2.5. Схемы программной эмуляции системы вводавывода и аппарата
синхронизации.
2.2.6. Схемы программной эмуляции системы диспетчеризации
2.3. Методика программной эмуляции семейства БЦВМ ОСК.
2.4. Модель оценки времени транслирования программного обеспечения семейства БЦВМ ОСК с учетом появления нового оператора
2.5. Выводы.
ГЛАВА 3. Разработка средств программной эмуляции семейства БЦВМ ОСК
3.1. Основные концепции построения языка описания операторов для представления эмулируемой системы команд
3.1.1. Структура и синтаксис языка
3.1.2. Алфавит и словарь языка
3.1.3. Объекты, используемые в языке
3.1.4. Представление данных.
3.1.5. Операторы языка
3.1.6. Грамматика языка описания операторов.
3.2. Доказательство полноты средств языка.
3.3. Выводы
ГЛАВА 4. Программный комплекс эмуляции семейства БЦВМ ОСК
4.1. Структура программного комплекса
4.1.1. Конструктор представления системы команд
4.1.2. Модуль инициализации
4.1.3. Модуль имитации.
4.1.4. Модуль трансляции.
4.1.5. Модуль визуализации результатов.
4.2. Процесс и алгоритм эмуляции.
4.3. Реализация программного комплекса.
4.4. Оценка эффективности работы программного комплекса
4.4.1. Оценка времени программной эмуляции конкретных оттранслированных функциональных задач.
4.4.2. Оценка точности вычислений на примере конкретных оттранслированных функциональных задач.
4.5. Выводы
Заключение.
Литература


В работе рассматриваются системы программной эмуляции по причине меньшей стоимости и простоты реализации и эксплуатации по сравнению с системами эмуляции на основе аппаратнопрограммных эмуляторов. Дан обзор существующих систем программной эмуляции и языков, на основе которых они выполнены, и сделаны выводы о том, что существующие системы программной эмуляции не позволяют эффективно эмулировать БЦВМ ОСК. Рассмотрены системы программной эмуляции на основе интерпретатора, на основе компилятора и транслирующекомпилирующего типа. БЦВМ ОСК, которая использует в своей реализации транслятор на промежуточный язык с последующим применением компилятора. При этом достигается высокая скорость работы на целевой БЦВМ. В качестве промежуточного языка предложено использовать традиционные индустриальные языки, что значительно упрощает организацию системы эмуляции, которая сводится к решению вопросов трансляции на промежуточный индустриальный язык. Во второй главе предложен метод трансляции на промежуточный язык с учетом эмуляции системы вводавывода, диспетчеризации и аппарата синхронизации. В рамках предложенного метода определены и исследованы способы формирования адресной трассы. Рассмотрены способы распознавания оператора ОСК, такие как способ распознавания по коду операции и способ распознавания но функциональному представлению оператора. Данные способы исследованы по критерию эффективности при учете появления нового оператора. Предложены способы представления операторов на промежуточном языке, проведена их оценка по критерию занимаемой памяти результирующим кодом. Разработана методика программной эмуляции семейства БЦВМ ОСК. Предложена модель оценки времени транслирования программного обеспечения семейства БЦВМ ОСК с учетом появления нового оператора. В третьей главе показана актуальность разработки языка описания операторов ОСК. На основе архитектур семейства БЦВМ ОСК, а также функций поведения операторов определены требования, предъявляемые к разрабатываемому языку описания операторов. Разработаны структура и синтаксис языка, алфавит и словарь языка, объекты, используемые в языке. Представлены операторы языка, средства обращения к памяти, описано представление данных и формальные парамегры операторов. Реализована организация арифметических, логических операций, комментариев и обращения к функциям. Приведено доказательство полноты средств языка. В четвертой главе представлен разработанный программный комплекс эмуляции семейства БЦВМ ОСК. Дана структура программного комплекса, описан процесс и алгоритм программной эмуляции на промежуточный язык высокого уровня Сн. Приведена реализация компонентов программного комплекса. Получена оценка времени трансляции программного обеспечения БЦВМ ОСК и точности вычислений на примере программной эмуляции функциональных задач программного обеспечения БЦВМ ОСК типа БЦВМ Ц0 и Ц0 под целевую БЦВМ Багет. ГЛАВА 1. Вычислительные системы на борту летательного аппарата состоят из нескольких вычислительных модулей, что не редкость на сегодняшний день рис. В связи с универсальностью системы эмуляции данный подход ведет к упрощению организации бортовых вычислительных систем. С другой стороны появляется возможность расширения набора функциональных задач за счет использования целевой БЦВМ с увеличенными вычислительными мощностями. БЦЗМ, БЦВМ2 . Рис. В качестве заменяемого вычислительного модуля в работе рассматривается семейство БЦВМ с открытой системой команд БЦВМ ОСК. Системы команд указанного семейства БЦВМ определяется базовым набором операторов, который может быть изменен введением на микропрограммном уровне нового оператора, что является особенностью открытой системы команд. Поэтому система эмуляции должна быть ориентирована на эмуляцию не только базовой системы команд, но и на эмуляцию с учетом появления нового оператора. Таким образом, необходимость создания метода и средств эмуляции семейства БЦВМ ОСК определяет актуальность решаемых в диссертационной работе задач. Рассмотрим системы эмуляции вычислительных машин.