2. Кросс-системы

Понятие кросс-системы

Кросс-системы - программное средство, позволяющее разрабатывать программы для промышленных компьютеров, которые не имеют возможности создавать программы, а только исполнять их.

Понятие кросс-систем тесно связано с понятием СРВ. Их особенностью является четкое разделение на систему разработки (Host) и систему исполнения (Target).

Исходная (Host) система - вычислительная система, на которой программа готовится к выполнению.

Целевая (Target) система - вычислительная система, на которой программа выполняется.

Состав подсистемы разработки:

• набор компиляторов и ассемблеров, работающих на host-системе,

• библиотеки, выполняющие большую часть функций ОС при работе программы (но не загрузку этой программы!),

• средства отладки.

Состав подсистемы исполнения:

• ОСРВ, обеспечивающая работу (ядро, драйверы, исполняемые модули);

• приложения РВ.

Кросс-системы – вид системного программного обеспечения подготовки программ, в которых исходная вычислительная система отличается от целевой.

Применение кросс-систем

Кросс-системы, как раздел СПО, появились и активно развиваются уже длительное время. Их применение особенно необходимо в следующих случаях:

• Разработка программного обеспечения встроенных ВС; Рассмотренные выше логические и аппаратные особенности, а также отсутствие человека - всё это не позволяет разрабатывать ПО непосредственно на встроенных системах.

• Ограниченные ресурсы Target- системы; Ресурсов целевой ВС недостаточно для выполнения на ней системного программного обеспечения подготовки программ, тем более - для выполнения интерактивных систем программирования с развитым интерфейсом пользователя.

• Отсутствие Target- системы; При разработке новых ВС создание программного обеспечения для них ведется параллельно с разработкой аппаратной части. Подготовка и отладка программ должна вестись, когда целевой ВС еще не существует физически.

Средства отладки

При рассмотрении вопроса об использовании систем реального времени неоднократно встает вопрос о стоимости системы. СРВ обходятся заказчикам дорого. Факторов, увеличивающих цену системы, несколько: это и уникальность управляемого объекта, и дорогое аппаратное обеспечение, которое иногда приходится создавать специально для данной работы. Значительную долю в цене составляют затраты на программное обеспечение - длительный по времени и сложный в реализации процесс. А в процессе создания ПО для системы реального времени отладка является самым затратным и сложным этапом.

Проблемы комплексной отладки ПО СРВ:

• невозможность обеспечения в процессе отладки внешних воздействий, адекватных всем возможным условиям эксплуатации;

• необходимость сохранения технологических средств отладки на весь период эксплуатации ПО СРВ.

Процесс отладки программного обеспечения в СРВ имеет свои особенности. Они связаны с обязательным исполнением всех видов отладки и технологическим обеспечением этапов.

Виды отладки

• отладка процесса во взаимодействии с ОС,

• совместная отладка вычислительных процессов внутри ЭВМ,

• отладка процессов ввода/вывода с отдельными абонентами,

• комплексная отладка.

Технологическое обеспечение этапов отладки

Для отладки могут быть использованы различные средства:

• встроенные программные имитаторы (Интерпретаторы),

• использование технологической ЭВМ для имитации внешних воздействий,

• динамический отладчик.

Отладка с помощью программы - Интерпретатор

Интерпретатор является программной моделью целевой ВС, которая обеспечивает выполнение программ в кодах целевой ВС. Интерпретатор строится по принципу имитационной программной модели: отдельные компоненты целевой ВС моделируются соответствующими компонентами программной модели, которые имитируют поведение реальных компонентов.

Если исходная ВС обладает большими вычислительными ресурсами, чем целевая ВС, то отладка на исходной ВС может быть более удобной и функционально более полной, чем на целевой ВС. Это, впрочем, относится и к тому случаю, когда исходная ВС не превосходит целевую по объему ресурсов. В таком случае для отладки программы все равно может быть выделено больше ресурсов (возможно, виртуальных), чем при ее выполнении.

Модель, на которой производится отладка, всегда является избыточной по ресурсам по сравнению с целевой средой выполнения. Избыточность модели позволяет выявить при отладке на ней такие ошибочные ситуации, которые трудно или вообще невозможно выявить при отладке в реальной среде.

Структура Интерпретатора

Модель целевой ВС состоит из компонентов, моделирующих программно-доступные компоненты целевой ВС, и включает в себя следующие составляющие: