Главная/

Программирование, базы данных. /

Системное программирование

Лекция 1

Литература:

1. Джордан Справочник программиста персональных компьютеров

2. Нортон Архитектура персональных компьютеров фирмы IBM

3. Бэк Введение в системное программирование

Курс по СП включает: лекции - 34 часа;

лабораторные работы - 32 часа;

курсовую работу;

зачет и экзамен.

Основные понятия

Курс лекций состоит из двух разделов: прктичского и теоретическо-

го. В практической части рассмотрим вопросы построения системных прог-

рамм, управляющих устройствами ПК. В теор. части рассмотрим вопросы

построения компиляторов, трансляторов, ОС, СУБД и т.д.

К СП относится та область программирования, которая связана с уп-

равлением техническими средствами ПК и организацией работы программных

систем. Отличие СП от прикладного- это машинная зависимость первого,

так как системные программы тесно связаны с архитектурой и структурой

компьютера, для которого они созданы. Например, АССЕМБЛЕР при переводе

команд в машинные коды должен учитывать способы адресации, форматы ко-

манд, длину регистров и другие аппаратные характеристики конкретной ма-

шины. Компиляторы также учитывают характеристики аппаратуры при генера-

ции кодов. ОС непосредственно управляют всеми ресурсами компьютера.

К задачам СП относятся разработка:

1. систем ассемблирования;

2. загрузчиков и программ связывания;

3. макропроцессоров;

4. Компиляторов;

5. операционных систем;

6. драйверов.

Система ассемблирования переводит исходный файл с командами в заг-

рузочный. Загрузчик записывает объектную программу в оперативную память

и передает управление на адрес начала ее исполнения - это абс. загр.

Загрузчик обеспечивающий перемещение программы в любую область памяти

называется перемещаемый. Программы связывания осуществляют связь между

логически связанными программами, которые отдельно ассемблируются и

загружаются (это обычно подпрограммы). Макропроцессоры позволяют часто

повторяющиеся группы заменять одной макроинструкцией. ОС осуществляет

интерфейс с пользователем. Драйверы управляют работой переферийных уст-

ройств.

АРХИТЕКТУРА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРОВ

1. Общее описание

Центром вычислительной системы является ее процессор. Именно он

выполняет команды, составляющие компьютерную программу. Микропроцес-

сор, использованный в IBM/PC, был разработан и создан фирмой "Интел".

В IBM/PC используется микропроцессор 8088, 80286, 80386, 80486

фирмы "Интел", Лишь немногие компоненты IBM/PC были специально разра-

ботаны для нее, - большая часть системы составлена из стандартных

компонентов. Особенность персонального компьютера фирмы "IBM" состоит

в оригинальном способе организации известных компонентов в единую

функционирующую систему.

Составляющие IBM/PC можно рассматривать с трех различных точек

зрения: по тому где они размещаются, как они функционируют, и как они

- 2 -

взаимодействуют друг с другом. Рассмотрим вопрос пространственного

размещения этих составляющих.

Физически составляющие IBM/PC можно разделить на компоненты сис-

темного блока и компоненты блока расширения. Все основные платы, вхо-

дящие в состав любой модели IBM/PC, размещаются в большом блоке, по-

лучившем название системного. Системный блок включает все необходимые

компоненты, позволяющие компьютеру работать без каких-либо дополне-

ний. Здесь находятся микропроцессор, первые 64К памяти и "встроенные"

программы, такие как интерпретатор языка Бейсик, записанный в микрос-

хемах ПЗУ.

Системный блок расположен в основании IBM/PC и заключен в кор-

пус. Системный блок имеет пять свободных разъемов, предназначенных

для подключения дополнительного оборудования, которое может быть вве-

дено в состав компьютера. Блоки расширения вставляются в эти разъемы,

располагаясь над системным блоком.

Блоки расширения или карты, как их иногда называют - могут ис-

пользоваться для обслуживания устройств, подключаемых к IBM/PC. Они

могут использоваться для двух основных целей: для увеличения объема

памяти и подключения дополнительных устройств.

Системный блок разработан фирмой "IBM", а блоки расширения могут

разрабатывать все желающие, при условии что они будут соблюдать ос-

новные правила, касающиеся размеров, электрических параметров соеди-

нений, теплового режима и так далее.

Любые дополнительные устройства подключаются к IBM/PC с помощью

одного из разъемов расширения, каждый из которых имеет 62 соедини-

тельных провода. Эти 62 линии позволяют передавать все сигналы, необ-

ходимые для управления любым оборудованием, которое может быть подк-

лючено к IBM/PC. Все линии работают параллельно, так что устройства

можно подключать к любому из пяти разъемов. Любой сигнал, посылаемый

одному из блоков расширения, передается и всем остальным, поскольку

они подключены к параллельным линиям. Здесь имеет место расширение

идеи общей шины данных: все блоки расширения используют общее 62-про-

водное соединение. называемое каналом ввода/вывода.

По характеру использования все линии можно разделить на четыре

категории. Во-первых, восемь линий используются для подвода питания к

блокам расширения с различными номиналами напряжений.

Далее, еще восемь линий используется для передачи восьми бит

данных на/с шины данных. Все данные проходят по этой шине, независимо

от направления передачи.

Еще двадцать линий предназначены для адресации. При работе с па-

мятью используются все 20 линий, это позволяет передать адрес одной

из 1024К ячеек памяти. Для устройств ввода/вывода используется только

девять линий, что позволяет адресовать 512 различных устройств.

Остальные линии канала используются для передачи различных сиг-

налов управления. Примерами таких сигналов могут служить команды чте-

ния из памяти, записи в память или команды чтения/записи для перифе-

рийных устройств.

Внутри корпуса IBM/PC спрятаны два набора переключателей. Их на-

зывают переключателями конфигурации системы (они выполнены в виде

корпуса с двумя рядами выводов, т.е. корпуса типа DIP). Установка

этих переключателей указывает какое оборудование подключено к IBM/PC,

например, количество дисководов, объем доступной памяти и т.д. Эти

переключатели ничем реально не управляют - они используются только

для удобства. После включения IBM/PC программы запуска считывают по-

ложение этих переключателей и затем устанавливают содержимоке опреде-

ленных ячеек памяти в соответствии с их положением. Затем, если ка-

кой-либо программе необходимо узнать , какой объем памяти установлен,

проверяется содержимое этих ячеек.

Одним из основных элементов компьютера, позволяющим ему нормально

- 3 -

функционировать, является