Cтраница 3
С функциональной точки зрения операционная система состоит из управляющих и обрабатывающих программ. К обрабатывающим относятся проблемные программы, трансляторы, отладочные средства, генераторы и некоторые пакеты прикладных программ. [31]
Критерием для такого выбора является то, что эти средства требуют от программиста задания минимальной информации, а на печать выдают максимальное количество результатов, с помощью которых, как кажется, можно будет найти любую ошибку. Вследствие такого стремления к экономии своего мышления, программисту обычно выдается на печать такое количество результатов, что для их полного разбора потребовалось бы несколько дней. После этого у программиста надолго пропадает охота применять какие-либо отладочные средства, хотя они мало виноваты в том, что их использовали не по назначению и выбрали из других только потому, что они не требуют большой исходной информации и хороших знаний алгоритма отлаживаемой программы. [32]
Задачей данного раздела, ориентированного на пользователя системой Лисп, является демонстрация примеров рекурсивного вычисления элементарных математических функций на языке Лисп, при котором основную роль играют не сходящиеся ряды, а используемые для рекурсии функциональные соотношения. При этом применение эффективно организованных Лисп-машин, систем снятия рекурсии [ Rish, 1973; Ste-fanuk, 1979 ] ( см. также весь предыдущий раздел 5.1) и компилятора позволяет рассчитывать на достаточно высокое быстродействие и малый занимаемый объем в памяти. Такая рекурсивная форма вычисления является естественной для пользователя, позволяя применять обычные интерактивные отладочные средства для контроля погрешности и скорости сходимости в рамках не арифметических, а символьных представлений, типичных для языка Лисп. [33]
Существуют отладочные программы, предоставляемые операционной системой, и отладочные программы, связанные с соответствующей системой программирования. Последние учитывают специфику входного языка и компилятора, поэтому в данной работе они не рассматриваются. Отладочные средства, предоставляемые программным обеспечением, как правило, работают в режиме интерпретации. Программист вставляет в свою программу на входном языке специальные макрокоманды обращения к одной из отладочных программ. [34]
Наконец, весьма существенную помощь в работе программиста могут оказать отладочные средства. В ОС ЕС аналогичные и даже более широкие функции выполняются макрокомандой SNAP, тестран-отладчиком и тестран-редактором. Значительным удобством перечисленных средств является то, что отладочное задание может составляться в терминах меток команд и наименований полей исходной программы. Отладочные средства ассемблера хороши еще и тем, что они не вносят никаких изменений в исходный текст отлаживаемой программы. Любая правка программы, которая производится при других способах отладки, во-первых, сама может послужить источником дополнительных ошибок. [35]
Это влияние в основном проявляется при обработке ошибок и вводе-выводе. Поскольку прямой доступ к программисту отсутствует, приходится прекращать весь прогон, и программист теряет значительное количество времени на исправление ошибки и на запуск нового задания. Появляется желание встроить в язык мощные средства для автоматического выявления и исправления ошибок, что позволило бы обрабатывать ошибки не прекращая прогона. Поэтому во многих языках предусмотрены разнообразные средства для обнаружения ошибок, программные прерывания и специальные программы, исправляющие ошибки. Кроме того, часто предоставляются специальные отладочные средства, такие, как трассировка и выдача на печать содержимого памяти ( дампинг), что позволяет программисту собрать подробную информацию о выполнении программы для последующей отладки. При реализации языка важно строить процессоры так, чтобы они могли разумным образом продолжить работу после обнаружения ошибок. Например, компиляторы обычно конструируются так, что ошибки в одном при. [36]
Наиболее перспективным методом отладки встроенных микропроцессорных устройств ( в общем случае не только их) являются методы встроенной внутрикристальной отладки. Структура кристалла, содержащего встроенные средства отладки аппаратно-программных ресурсов, приведена на рис. 2.21. Но даже у 8-разрядных процессоров известны варианты встраивания отладочных средств в кристалл. Примером может служить продукция фирмы Cygnal Integrated Products ( www. ISP), внутренней Flash-памяти и встроенных в кристалл специальных отладочных средств существенно облегчает процедуру отладки. Другим примером того же подхода является продукция фирмы Atmel ( www. Выпускаемые этой фирмой AVR-процессоры имеют 8-битовую архитектуру и поддерживают JTAG-интерфейс. В состав кристалла включены отладочные средства, которые существенно упрощают процесс отладки. [37]
Получение мгновенных снимков со всех контактов всех БИС для выбранного момента времени. Информация, находящаяся на входах сканирующих ячеек, в любой момент времени может быть зафиксирована в сканирующих регистрах, а затем извлечена из системы. Все это может производиться без прерывания штатной работы системы. Помимо отладки, базирующейся на анализе граничных сигналов, все большее распространение в современных ПЛИС и SOPC получают методы внутрикристальной отладки. Первый заключается во встраивании в проект контролирующих цепей, подключенных к цепочке регистров, функционирование которых определяется командами автомата, совпадающего по поведению и интерфейсу с ТАР-контроллером. Все эти цепи реализуются за счет использования общецелевых ресурсов ПЛИС и в окончательной конструкции устройства могут быть убраны. При втором подходе отладочные регистры уже исходно включены в состав штатных ресурсов кристалла. Чтобы минимизировать влияние контролирующих цепей на поведение основных фрагментов проекта, в реальных схемах подключение осуществляется только к глобальным и длинным линиям ПЛИС. Наличие ограничений и фиксация мест подключения контрольных точек приводят к тому, что поведение проекта может наблюдаться только в определенных местах. Применение ПЛИС с подобной организацией оказывается эффективным в тех случаях, когда отладочные средства интегрированы с САПР, занятой монтированием проекта в БИС. В этой ситуации САПР позволяет контролировать состояние сигналов, имена которых были заданы при спецификации проекта. Основным недостатком всех подходов является, как правило, достаточно длинная во времени процедура извлечения данных из цепочки, поэтому частота получения снимков оказывается не очень высокой. Другой задачей, существенной для обоих рассматриваемых подходов, является синхронизация моментов времени, связанных с фиксацией данных в сканирующих регистрах и с изменением контролируемых данных. [38]