2.3. Средства разработки прикладных программ.

Как уже отмечалось ранее, программы, написанные с использованием условных обозначений, т.е. программы, написанные на языке ассемблера и языках высокого уровня называются исходными программами. Для использования таких программ в МП, они должны быть переведены (транслированы) в объектные программы. Для осуществления такой трансляции используются специальные программы, называемые трансляторами.

Программа-транслятор, переводящая исходную программу, написанную на языке ассемблера, называется ассемблером. Программа-транслятор, переводящая исходную программу, написанную на языке высокого уровня, называется компилятором. Программы-трансляторы относятся к так называемым системным программам, предназначенным для облегчения подготовки и отладки разрабатываемых программ.

Если ассемблер или компилятор реализуются на той же ЭВМ, для которой ими вырабатывается объектная программа, то они называются резидентным ассемблером и резидентным компилятором соответственно. Если ассемблер или компилятор реализуются на ЭВМ другого типа, то они называются кросс-ассемблером и кросс-компилятором соответственно. Та ЭВМ, для которой кросс-ассемблер или кросс-компилятор создает объектные программы, называется целевой ЭВМ.

Программа для микропроцессорной системы обычно транслируется с помощью кросс-ассемблера или кросс-компилятора. Объясняется это тем, что микропроцессорные системы предназначены в основном для решения задач управления и им не хватает объема памяти и периферийного оборудования для решения сложных задач обработки текстов и символьной информации, которые возникают при трансляции исходных программ. В таком случае сначала на какой-либо ЭВМ с помощью кросс-ассемблера или кросс-компилятора транслируют исходную программу в объектную, а затем полученную объектную программу помещают в память микропроцессорной системы для выполнения.

У компиляторов и ассемблеров имеется важное достоинство - наличие встроенных редакторов. Такие редакторы, используя одну и ту же системную программу позволяют не только составлять текст исходной программы, транслировать ее в объектную, но и выполнять ее путем моделирования процессов, протекающих в реальных микропроцессорных системах. Такие редакторы позволяют программисту без ошибок записывать мнемонические обозначения команд. Если ошибки и возникают, то редактор вовремя проинформирует программиста об этом и позволит легко их исправить. Такие редакторы позволяют составлять программы в виде отдельных коротких модулей. При трансляции в объектную программу редактор связей определит очередность всех модулей, наличие необходимых связей и обеспечит программным модулям возможность обращения друг к другу.

2.4. Средства отладки прикладных программ.

Отладка - это процесс обнаружения ошибок и определение источников их появления по результатам тестирования при проектировании микропроцессорных систем. Отладка программ микропроцессорной системы производится обычно на той же ЭВМ, на которой они и разрабатывались и с помощью тех же служебных программ, которыми эти программы были созданы. При этом эти служебные программы должны содержать эмуляторы, моделирующие реальные процессы, протекающие в разрабатываемых микропроцессорных системах. Программы проверяются на функционирование с различными исходными данными и осуществляется сравнение полученных результатов с заданными.

Отладку программ разделяют на следующие этапы: планирование отладки, составление тестов, исполнение программ при заданных исходных результатах, анализ результатов исполнения программ, обнаружение ошибок и локализация неисправностей.

Различают два способа отладки программ: пошаговый режим и трассировка программ.

Пошаговый режим характерен тем, что программа выполняется по одной команде за один раз. При этом программист может контролировать содержимое памяти, регистров, чтобы проверить их содержимое и сравнить их с ожидаемым. При этом приходится использовать ряд дополнительных команд, для осуществления показа этих данных на каждом шаге. Задача отладки значительно упрощается, если в распоряжении программиста имеется программа-отладчик, позволяющая в автоматическом режиме показывать содержимое необходимых регистров и ячеек памяти на каждом шаге без использования каждый раз специальных команд. Кроме того, программист может в любой момент, как только это потребуется изменить содержимое регистра или ячейки памяти.

Трассировка программ заключается в непрерывном выполнении команды одной за другой. Трассировка программ не дает возможности программисту изменять на каждом шаге содержимого регистров или памяти. Кроме того не все программы-трассировщики позволяют контролировать содержимое ячеек памяти. Программисту остается только контролировать содержимое регистров, изменяемое в ходе выполнения программы согласно алгоритму и выбранным начальным переменным.

Средства отладки прикладных программ должны обеспечивать выполнение следующих функций: осуществления управление исполнением программ (их запуска, остановки, изменения порядка следования и пр.); сбора информации о ходе выполнения программ; обеспечения диалога между программистом и ЭВМ; моделирования работы аппаратных средств микропроцессорной системы.

При отладке программ используются специальные критерии полноты тестирования. Эти критерии характеризуются глубиной контроля и объемом проверок. В процессе отладки основная часть неисправностей в программах выявляется и устраняется.

Неверно было бы считать, что для отладки программ микропроцессорной системы достаточно только программных средств. Для проведения отладки микропроцессорных систем используются также логические анализаторы, генераторы слов, осциллографы, различные системы диагностики и прочие приборы и устройства.