10.2. Програмне забезпечення

Системою програмного забезпечення АСК будемо вважати весь комплекс програм, які закладаються в АСК та (або) додаються до неї, а також засоби і методи їх розроблення, налагодження та запису.

Програмне забезпечення АСК подібне до програмного забезпечення комп’ютерів, від якого воно походить, але в той же час має і свої відмінності. Як правило, і те й друге забезпечення мають у своєму складі операційну систему і засоби програмування. Останні являють собою набір алгоритмічних мов, програм та засобів перекладу алгоритмів на мову виконавчої системи за допомогою трансляторів.

Треба зазначити, що засоби програмування АСК теж мають свої характерні риси, зумовлені внутрішнім змістом процесу автоматичного контролю. Річ у тому, що в роботі АСК суттєву питому вагу займають різні контрольно-вимірювальні пристрої, до складу яких входять нормалізатори радіотехнічних сигналів, первинні та вторинні перетворювачі, генератори спеціальних сигналів і т.д. Процеси, які протікають у цих пристроях, докорінно відрізняються від процесів роботи комп’ютера, що входить до складу АСК, причому обсяг спеціальних операцій, як правило, перевищує обсяг операцій, характерних для комп’ютерів. Усе це накладає свій відбиток на засобах програмування АСК і виражається в серйозній проблемній орієнтації алгоритмічних мов, які повинні забезпечити точний опис завдань автоматичного контролю різноманітного обладнання авіаційної техніки і в той же час – успішну реалізацію принципів трансляції програм.

Можна виділити два класи мов програмування: машинно-орієнтовані, які враховують особливості конкретної апаратури, і проблемно-орієнтовані, деякою мірою універсальні, які не залежать від команд конкретної апаратури.

Зразок 1. Машинно-орієнтована мова

Адреса комірки пам'яті	Ознака пар-ності	Код операнда	Операнд	Умовне позначення команди	Коментар
00450	0	32	00223	Еуп	Підпрограма Т1
00451	0	21	17777	Фр1	У комірку 5 ОЗП

Примітка. У таблиці введено такі позначення:

Операнд – інформаційне слово, яке підлягає обробці;

Еуп – команда умовного переходу; Фр1 – команда формування.

До проблемно-орієнтованої мови ставляться характерні вимоги, суть яких полягає в тому, що вона повинна бути не тільки засобом спілкування людини з АСК, але й засобом розроблення документації на процес контролю. Ця документація повинна оформлятись таким чином, щоб була зрозумілою фахівцям, що не мають підготовки з програмування. Тобто ця мова повинна бути, з одного боку, близькою до звичайної інженерної мови контрольно-вимірювальної техніки, а з другого – добре пристосованою до перекладу на машинну мову.

Наприклад, для запису операцій використовують термінологію, яка діє в контрольно-вимірювальній техніці: ВИМІРЯТИ, ПЕРЕВІРИТИ, ВИДАТИ, ВИКОНАТИ, ЧЕКАТИ, ПЕРЕЙТИ, ПОВТОРИТИ тощо.

Зразок 2. Проблемно-орієнтована мова

Порядковий номер оператора	Адреса	Іденти-фікатор	Оператор
000801	120050	ПА20.5	Реєструвати пар.5.11 Перевірка К
000901	120056	ПА20.6	Вимкнути 181
001001	120062	ПА20.6А	Витримати час Т=1с

Специфіка АСК авіаційної техніки, особливо бортових АСК, накладає свій відбиток на її програмне забезпечення, до якого ставляться особливі вимоги.

Першою такою вимогою є вимога до надійності програмного забезпечення. Якщо в офісі “зависає” процесор комп’ютера, це, в більшості випадків, не призводить до серйозних наслідків. Інша річ, коли подібна відмова трапляється в комп’ютері бортової АСК під час польоту літака. Щоб уникнути наслідків таких відмов, програми роботи АСК ускладнюють, застосовуючи структурне програмування, CASE - технології, об’єктно-орієнтовані мови та ін.

Другою вимогою до програмного забезпечення є вимога високої швидкості оброблення будь-яких зовнішніх подій або змін у параметрах процесів, що контролюються. Іншими словами, програмне забезпечення АСК повинне відповідати умовам роботи АСК як системи реального часу. На практиці час реагування АСК може вимірюватись десятками мікросекунд. Отже, програмно-апаратурні засоби АСК повинні встигати за цей час відповідно реагувати.

Третя вимога – програмне забезпечення повинне відповідати роботі АСК в умовах багатопроцесності або багатопоточності. Окремі завдання контролю або ж окремі процеси (потоки) у рамках загального завдання контролю повинні виконуватися паралельно і ділити з іншими ресурси обчислювально-керуючого ядра системи залежно від свого пріоритету і зовнішніх та внутрішніх подій, пов’язаних із цими завданнями чи потоками. Розподіл системних ресурсів у цьому разі – одне зі складних завдань, яке доводиться вирішувати під час розроблення програмного забезпечення складних АСК.

Перелічені особливості програмного забезпечення АСК і специфічні вимоги до нього пояснюють той факт, що в більшості реалізованих типів АСК знайшли застосування специфічні, оригінальні операційні системи, відмінні, наприклад, від класичної широко розповсюдженої MS-DOS фірми Microsoft, а також свої алгоритмічні мови: ATLAS, OKA, CIIL, SCPI [23], ATML [25] та ін. Але з часом такі багатопроцесні операційні системи, як, наприклад, Windows NT та інші, напевне, знайдуть застосування в практиці створення АСК, особливо там, де вимоги до швидкості відгуку на зовнішні впливи порівняно невисокі.