Cтраница 4
После того как завершена отладка идей алгоритма, осуществляется разработка детальных блочных схем в том виде, в котором предполагается реализовывать алгоритм на управляющей ЦВМ. Запрограммированный алгоритм подлежит непосредственной отладке, которая условно может быть разделена на две части: на проверку реализации ранее исследованных идей и на отладку алгоритмов и программ во всех деталях их функционирования. [46]
Как уже отмечалось, средства математического обеспечения технологических процессов разработки алгоритмов и программ управляющих ЦВМ подразделяются на средства, входящие в систему автоматизации программирования, и средства, входящие в систему автоматизации отладки алгоритмов и программ. Это деление является весьма условным, так как функции отдельных компонент этих систем во многом пересекаются и дополняют друг друга. [47]
Необходимо отметить, что математическое обеспечение управляющих ЦВМ, используемых в системах автоматизированного управления и обработки информации, работающих в реальном масштабе времени, по своей структуре, функциям отдельных компонент и способам их программной реализации существенным образом отличается от математического обеспечения ЦВМ универсального типа. Одна из основных причин этого различия заключается в том, что процессы разработки и исполнения программы управляющих ЦВМ, как правило, разделены не только во времени, но и в пространстве, так как программирование и отладка алгоритмов и программ управляющей системы часто осуществляется в тот период времени, когда разработчики системы еще не имеют в своем распоряжении специализированной управляющей машины. [48]
Операционная система осуществляет управление всеми техническими средствами, входящими в состав ЭВМ, и состоит из управляющей и обрабатывающих программ. Управляющая программа обеспечивает автоматическое управление вычислительным процессом. Обрабатывающие программы производят отладку алгоритмов, записанных на языках программирования машины; редактирование текстов рабочих программ; интерпретацию входных алгоритмических языков программирования. [49]
После корректировки записи программы обычно производится ее повторная трансляция. При этом системой контроля могут быть выявлены дополнительные ошибки и этапы 7 и 8 могут повторяться несколько раз до получения чистого текста программы, не содержащего синтаксических и семантических ошибок, выявляемых системой автоматического контроля. После этого может начинаться отладка алгоритма с учетом его конкретной программной реализации. [50]
Рассмотрены задачи и методы автоматизации процесса программирования для управляющих ЦВМ, языки программирования, а также алгоритмы трансляции и контроля взаимосвязанных программ большого объема. Приведена типовая структура системы автоматизации программирования и выпуска технической документации на алгоритмы и программы. Проанализированы основные проблемы автоматизации отладки алгоритмов и программ управляющих ЦВМ, структура и технологическая схема автоматизированной системы отладки. [51]
Опыт разработки алгоритмов и программ сложных систем автоматизированного управления позволяет утверждать, что время разработки этих алгоритмов Т имеет существенно нелинейную зависимость от объема разрабатываемых алгоритмов и программ V, который в первом приближении можно оценить общим количеством команд и числовой информации в программе. Нелинейный характер зависимости Т Т ( V) объясняется, в основном, необходимостью стыковки отдельных подпрограмм и функциональных блоков алгоритмов в общую программу большого объема, имеющую достаточно глубокие информационные и управляющие связи и рассчитанную на реализацию в мультипрограммном режиме и в реальном масштабе времени. Кроме того, процесс отладки алгоритмов и программ управляющих ЦВМ имеет ряд принципиальных особенностей по сравнению с отладкой программы универсальных ЦВМ. Эти особенности обусловлены, прежде всего, необходимостью проведения комплексной отладки алгоритмов и программ в реальном масштабе времени. Необходимо также отметить большую трудоемкость работ по выпуску различного рода технической документации на алгоритмы и программы управляющих ЦВМ, которая в настоящее время недостаточно стандартизована и поэтому требует значительных затрат ручного труда. [52]
На этапе комплексной отладки в динамике без подключения к объектам управления осуществляется проверка взаимодействия решения различных функциональных задач с учетом изменения времени. При этом внешние абоненты имитируются либо специальными программами, либо техническими устройствами, моделирующими поступающую информацию и объекты управления. Естественная ограниченность имитации реальных объектов управления и их характеристик не позволяет на этом этапе завершить полностью отладку алгоритмов и программ управляющей системы. [53]
В этих условиях задача управления производством значительно усложняется. Одной из основных проблем, возникающих при проектировании таких систем, является разработка алгоритмов и программ для ЦВМ, осуществляющих оптимальное управление процессами и производствами. Последние, увеличивая объем используемой памяти, одновременно резко снижают быстродействие, и, в конечном счете, приводят к удорожанию системы управления. Разработка, программирование и отладка алгоритмов представляют собой один из наиболее сложных и длительных этапов разработки системы. Поэтому к УВМ должны предъявляться высокие требования по оптимальности программ: количеству команд, времени решения, объему используемой оперативной и постоянной памяти. [54]