Слайд 2Программное обеспечение имеет как целевую составляющую, собственно выполняющую задачу обеспечения
работы управляющей ЭВМ, так и системные и технологические составляющие, без
которых работа, создание и поддержание работоспособного состояния целевого программного обеспечения невозможны.
Основные понятия ПО
Слайд 3Термин технология программирования понимается двояко, в широком и узком смысле
слова. В широком смысле он понимается как сфера применения теоретических
знаний для практической реализации в управляющих вычислительных машинах (УВМ) и управляющих комплексах, а в узком - организация проектной и производственной деятельности, обеспечивающей промышленное изготовление, сопровождение и эксплуатацию программных изделий.
Основные понятия ПО
Слайд 4Для удобства последующего рассмотрения целесообразно провести классификацию состава ПО УВМ
и управляющих комплексов следующим образом:
рабочее или внутреннее ПО, реализуемое
непосредственно в УВМ, являющееся объектом эксплуатации в течение его жизненного цикла;
ПО технологического процесса (технологическое ПО) разработки рабочего ПО данной УВМ.
Основные понятия ПО
Слайд 5Рабочее ПО включает в себя:
функциональные программы, обеспечивающие реализацию заданных алгоритмов
и удовлетворяющие требованиям по быстродействию, объемам памяти и точности вычислений;
программы, предназначенные для организации вычислительного процесса в различных режимах функционирования системы: при обработке прерываний, обмене с внешними устройствами; программы диспетчеризации;
стандартные подпрограммы, расширяющие операционные ресурсы УВМ и т. п.
Основные понятия ПО
Слайд 6В рабочее ПО включаются также тесты проверки работоспособности, программы контрольных
задач, контроля вычислений в различных режимах, диагностические тесты и др.,
образующие в совокупности систему функционального (встроенного) контроля.
Основные понятия ПО
Слайд 7Технологическое ПО реализуется преимущественно на ЭВМ общего назначения. Комплекс программ
здесь очень многообразен. Он включает в себя:
трансляторы с различных языков
высокого уровня;
интерпретаторы системы команд УВМ, реализованные на инструментальной ЭВМ общего назначения;
макроассемблеры;
интерактивные символьные отладчики;
редакторы связей, системы управления базами данных;
редакторы языков программирования;
загрузчики и т. п.
Основные понятия ПО
Слайд 8На объем технологического ПО влияют продолжительность разработки функционального ПО и
его объем, преемственность при разработке ПО новых поколений ЭВМ, тип
универсальной инструментальной ЭВМ и другие факторы.
Основные понятия ПО
Слайд 9В минимальной конфигурации технологическое ПО включает в себя, как правило:
язык Ассемблер и транслятор с него,
программу-интерпретатор и комплекс программ
выпуска документации для прошивки или прожига долговременных запоминающих устройств и их контроля, а также выпуска листингов функциональных программ.
Основные понятия ПО
Слайд 10Программное обеспечение управляющих ЭВМ можно также разделить по назначению на
прикладное ПО и системное ПО.
Прикладное ПО является совокупностью программ, разрабатываемых
для конкретных микро-ЭВМ, входящих в состав проектируемых устройств;
системное ПО - неотъемлемой частью микро-ЭВМ и используется как вспомогательное при работе с микроЭВМ.
Основные понятия ПО
Слайд 11Системное ПО можно подразделить на резидентное и кроссовое.
Программное обеспечение,
состоящее из программ, которые могут выполняться на данной микро-ЭВМ, называется
резидентным.
Программное обеспечение, предназначенное для одной микро-ЭВМ, разрабатывается на других ЭВМ, не совместимых с ней программно, и называется кроссовым.
Основные понятия ПО
Слайд 12Операционная система составляет сердце, ядро программного обеспечения, это – как
каркас, на котором держатся все функциональные части программного обеспечения.
Операционная
система УВМ
Слайд 13Под операционной системой (ОС) ЭВМ общего назначнения принято понимать совокупность
программ, обеспечивающих взаимодействие оператора с ЭВМ и ориентированных на облегчение
и автоматизацию процессов программирования, отладки и сопровождения программ.
В задачи ОС управляющей ЭВМ указанные выше функции не входят. Задачей ОС УПРАВЛЯЮЩЕЙ ЭВМ является распределение ресурсов ЭВМ при многопользовательском режиме работы.
Операционная система УВМ
Слайд 14В соответствии с условиями применения различают три режима ОС: пакетной
обработки, разделения времени и реального времени.
Операционная система УВМ
Слайд 15В режиме пакетной обработки ОС последовательно выполняет собранные в пакет
задания.
В режиме разделения времени ОС одновременно выполняет несколько заявленных
задач.
В режиме реального времени ОС обеспечивает управление объектами в соответствии с принимаемыми входными сигналами. Время отклика ЭВМ с ОС реального времени на возмущающее воздействие должно быть минимальным.
Операционная система УВМ
Слайд 16По функциональному назначению программы ОС принято разделять на:
программы управляющей системы;
общего
назначения ;
систем программирования.
Но для УПРАВЛЯЮЩЕЙ ЭВМ программы ОС относятся только
к управляющей системе.
Функции программ общего назначения и систем программирования выполняет технологический комплекс разработки программ.
Операционная система УВМ
Слайд 17Основой программ управляющей системы является программа-монитор, обеспечивающая вызов и выполнение
прикладных и сервисных программ.
Копирование, стирание и переименовывание файлов, вывод каталога,
задание даты, обычные для ЭВМ общего назначения в ОС УПРАВЛЯЮЩЕЙ ЭВМ не реализовываются, а выполняются технологическим комплексом подготовки программ.
Операционная система УВМ
Слайд 18Системных программ общего назначения для работы с файлами, каталогами, коррекции
файлов, сравнения, загрузки файлов, работы с библиотеками, печати, редактирования и
других программ, обеспечивающих сервис при работе с ЭВМ в ОС УПРАВЛЯЮЩЕЙ ЭВМ нет.
Есть общесистемное ПО для связи ОС с прикладными программами.
Еще сейчас в любом процессоре имеются резидентные программы для отладки ПО типа Debugger. Но в полете ими некому пользоваться.
Операционная система УВМ
Слайд 19
Ниже приводится пример реализации ПО космического аппарата коммерческого назначения из
серии российских коммуникационных спутников типа «Экспресс-АМ» на вычислительной платформе БЦВМ
производства немецкой фирмы EADS Astrium GmbH.
ПО КА ОАО «ИСС»
Слайд 20
БПО КА относится к классу встроенного программного обеспечения и представляет
собой совокупность отдельных ПО бортовых систем, разрабатываемых по единой технологии
и функционирующих в единой аппаратно-программной среде, создаваемой бортовым комплексом управления (БКУ), основой которой является бортовой цифровой вычислительный комплекс (БЦВК) БКУ.
ПО КА ОАО «ИСС»
Слайд 22ПО КА ОАО «ИСС»
Центральная часть диаграммы представляет собой ядро ОС.
Эта часть выполняет ключевые системные функции, такие как обработка прерываний,
организация мультизадачного режима работы, организация бортового времени, межзадачных связей и обработки ошибок.
Слайд 23ПО КА ОАО «ИСС»
Система ввода-вывода обеспечивает однородный и гибкий интерфейс
со всеми устройствами, позволяя прикладному ПО выполнять обмен с внешними
устройствами на логическом уровне, без знания подробностей аппаратной реализации конкретных устройств ввода-вывода.
Слайд 24ПО КА ОАО «ИСС»
Для написания прикладного ПО на языке высокого
уровня необходима соответствующая исполнительная система, обеспечивающая сопряжение языка программирования и
кросс-компилятора с вызовами операционной системы в виде, ожидаемом языком и его реализацией. Библиотека интерфейсов ОС обеспечивает интерфейс между языком С (или Модула-2), ядром ОС и системой ввода-вывода.
Слайд 25ПО КА ОАО «ИСС»
В этом же слое находятся ПО монитора
и системного отладчика, выполняющие вспомогательные функции при разработке, тестировании и
интеграции ПО. Эти компоненты не являются частью летного ПО.
Слайд 26ПО КА ОАО «ИСС»
Создание среды программного функционирования и управления, максимально
приближенной по функциональным возможностям и интерфейсам к среде традиционной для
спутников такого типа, выполняет общесистемное ПО. Оно обеспечивает интерфейс между операционной системой и прикладным программным обеспечением.
Слайд 27ПО КА ОАО «ИСС»
Прикладное ПО образует внешнюю часть программной системы.
Она разбита на независимые пакеты, называемые работами. Одна работа состоит
из набора задач, которые посвящены специальным функциям подсистемы.
Слайд 28ПО КА ОАО «ИСС»
Стартовое ПО выполняется при включении или перезагрузке
компьютера. Оно выполняет тестирование и конфигурирование аппаратных средств бортового компьютера,
копирует операционную систему и рабочее ПО из ППЗУ в ОЗУ, выключает ППЗУ и запускает ПО из ОЗУ.
Слайд 29ПО КА ОАО «ИСС»
Структурно БПО спутника состоит из следующих ПО:
ПО
БКУ - программное обеспечение БКУ:
общесистемное ПО:
ОС с расширениями для конкретного
КА;
драйверы для конкретного БЦВК;
ПО реализации среды программного управления;
специальное ПО;
ПО СОС - программное обеспечение СОС;
ПО СК - программное обеспечение СК;
ПО СЭП - программное обеспечение СЭП;
ПО СТР - программное обеспечение СТР;
БНПО - бортовое навигационное программное обеспечение.
Слайд 30ПО КА ОАО «ИСС»
Каждая из отдельных составляющих БПО входит в
состав своей бортовой системы и совместно с ее аппаратными средствами
решает задачи, возложенные на эту систему.
Слайд 31Технология создания БПО ОАО «ИСС»
Разработка, автономное тестирование и отладка программ,
их сопровождение, а также выпуск соответствующей программной документации осуществляются по
единым требованиям на средствах технологического комплекса производства программ (ТКПП БПО).
Слайд 32Технология создания БПО ОАО «ИСС»
Аппаратно ТКПП БПО состоит из объединенных
через сеть предприятия АРМ программистов ПО подсистем и сервера ТКПП
БПО.
Сборка БПО, тестирование и комплексная отладка ПО систем в режимах систем и КА осуществляется на наземном отладочном комплексе (НОК).
Слайд 33Технология создания БПО ОАО «ИСС»
НОК представляет собой комплекс программных и
аппаратных средств, предназначенный для проведения следующих работ:
- сборки (комплексирования) БПО;
-
комплексной отработки (КО) бортового программного обеспечения (БПО) с БЦВК в различных режимах штатного, нештатного и аварийного функционирования КА на этапе создания БПО;
- изготовления БПО на различных магнитных носителях для передачи на последующие этапы;
- сопровождения БПО в течение всего срока активного существования КА.
Слайд 34Технология создания БПО ОАО «ИСС»
Программное обеспечение НОК содержит следующие основные
компоненты:
- пакет программ системной обвязки (ППСО);
- система автоматизированной комплексной отладки
(САКО);
- локальная система управления (ЛСУ);
- модель КА (имитационные модели бортовых систем);
- модель орбитального движения (МОД);
- подсистема TM – Browser;
- технологический комплекс изготовления БПО.