Разработка и оптимизация программного обеспечения для УУМ-32 - Дипломная работа

Она была разработана специально для слушателей специальностей, связанных с системным программным обеспечением, архитектуры и принципов работы компьютера. При проведении обучения на реальной ЭВМ у большинства слушателей возникают проблемы изза высокой сложности реализации конкретной платформы. Это приводит к тому, что много времени тратится на изучение подноготной платформы, а не самих принципов функционирования вычислительной техники. Это позволит в последствии понять функционирование не только процессоров, применяемых в персональных и промышленных компьютерах, но и современных мэйнфреймов и микропроцессоров. Таким образом, универсальная 32-х разрядная учебная машина УУМ-32 позволяет многократно упростить процесс обучения студентов архитектуре ЭВМ и теории операционных систем.Универсальная учебная машина УУМ-32 имеет следующую базовую архитектуру, состоящую из: · Ядра УУМ-32 (арифметико-логическое устройство АЛУ) · Менеджера устройств, позволяющего подключать к УУМ-32 различные устройства и получать к ним доступ в режиме супервизора через прерывания и регистры УУМ-32 Современное состояние архитектуры УУМ-32, а также перспективы ее развития приведены на рисунке 1.2. На рисунке 1.2 синим цветом закрашены области, представляющие компоненты, которые были реализованы к моменту начала работы над данным дипломным проектом (синяя штриховка означает, что компонент реализован не полностью). В будущем, когда на платформе УУМ-32 будет реализована операционная система, контроль границ адресного пространства приведет к невозможности реализации вирусов, изменяющих чужое адресное пространство с целью подмены или хищения данных.§ 2 - зарезервировано для будущего использованияСпециального названия форматы не имеют, поэтому при обозначении используется порядковый номер формата. · Формат 1 используется для команд, не имеющих параметры. · Формат 2 используется для команд, оперирующих с регистрами. · Формат 3 используется для команд, у которых одним операндом является регистр, а другим - содержание участка памяти. · Формат 4 используется для тех же команд что и формат 3, с той лишь разницей, что под поле смещения отводится 32 разряда.Создание современных информационных систем представляет собой сложнейшую задачу, решение которой требует применения специальных методик и инструментов. Поэтому в последнее время среди системных аналитиков и разработчиков значительно вырос интерес к CASE - технологиям и инструментальным CASE - средствам, позволяющим максимально систематизировать и автоматизировать все этапы разработки программного обеспечения. Эта система помогает четко документировать важные аспекты любых бизнес-процессов: действия, которые необходимо предпринять, способы их осуществления и контроля, требующиеся для этого ресурсы, а также визуализировать получаемые от этих действий результаты. Методология IDEF0 предписывает построение иерархической системы диаграмм - единичных описаний фрагментов системы. Сначала проводится описание системы в целом и ее взаимодействия с окружающим миром (контекстная диаграмма), после чего проводится функциональная декомпозиция - система разбивается на подсистемы, и каждая подсистема описывается отдельно (диаграммы декомпозиции).В качестве среды разработки программного обеспечения выбрана интегрированная среда разработки Microsoft Visual Studio 12 Professional. Microsoft Visual Studio - линейка продуктов компании Майкрософт, включающих интегрированную среду разработки программного обеспечения и ряд других инструментальных средств. Данные продукты позволяют разрабатывать как консольные приложения, так и приложения с графическим интерфейсом, в том числе с поддержкой технологии Windows Forms, а также вебсайты, веб-приложения, веб-службы как в родном, так и в управляемом кодах для всех платформ, поддерживаемых Microsoft Windows, Windows Mobile, Windows CE, .NET Framework, Xbox, Windows Phone .NET Compact Framework и Microsoft Silverlight. Visual Studio включает в себя редактор исходного кода с поддержкой технологии INTELLISENSE и возможностью простейшего рефакторинга кода. Visual Studio позволяет создавать и подключать сторонние дополнения (плагины) для расширения функциональности практически на каждом уровне, включая добавление поддержки систем контроля версий исходного кода (как например, Subversion и Visual SOURCESAFE), добавление новых наборов инструментов (например, для редактирования и визуального проектирования кода на предметно-ориентированных языках программирования или инструментов для прочих аспектов процесса разработки программного обеспечения (например, клиент Team Explorer для работы с Team Foundation Server).Основанием для разработки Интегрированной среды разработки для УУМ-32 (далее просто Среды или Приложения) является необходимость создания программной системы, обеспечивающей возможность быстрой и удобной разработки программного обеспечения для УУМ-32.Назначение Приложения состоит в обеспечении возможности быстрой и удобной разработки и оптимизации программного обеспечения для УУМ-32.

Оглавление

1. Обоснование актуальности разработки. Описание УУМ-32

1.1 Обоснование актуальности разработки

1.2 Описание универсальной учебной виртуальной машины УУМ-32

1.2.1 Концепция универсальной учебной машины

1.2.2 Архитектура УУМ-32

1.2.3 Регистры УУМ-32

1.2.4 Форматы команд УУМ-32. Способы адресации

1.2.5 Контекст процесса УУМ-32

1.2.6 Безопасность исполнения кода и разграничение прав пользователя в среде УУМ-32

2. Анализ инструментальных средств разработки

2.1 Средства моделирования

2.2 Средства разработки программного обеспечения

3. Техническое задание. Структурная и функциональная схемы ПО.

3.1 Техническое задание

3.1.1 Основание для разработки

3.1.2 Назначение разработки

3.1.3 Требования к программным и аппаратным средствам

3.1.4 Входные и выходные данные

3.1.5 Требования к основным режимам работы

3.1.6 Требования к программной документации

3.1.7 Стадии и этапы разработки

3.1.8 Порядок контроля и приемки

3.2 Структурная схема ПО

3.3 Функциональная схема ПО

4. Реализация программного обеспечения

4.1 Описание приложения «Интегрированная среда разработки для УУМ-32»

4.1.1 Общие сведения

4.1.2 Функциональное назначение приложения

4.1.3 Описание структуры приложения

4.1.4 Используемые технические средства

4.1.5 Вызов и загрузка

4.1.6 Входные данные

4.1.7 Выходные данные

4.2 Описание приложения «Макроассемблер для УУМ-32»

4.2.1 Общие сведения

4.2.2 Функциональное назначение приложения

4.2.3 Описание логической структуры приложения

4.2.4 Используемые технические средства

4.2.5 Вызов и загрузка

4.2.6 Входные данные

4.2.7 Выходные данные

5. Тестирование и подготовка руководств пользователя

5.1 Тестирование приложения

5.2 Руководства пользователя

5.2.1 Описание языка Макроассемблера для УУМ-32

5.2.2 Руководство оператора

Заключение

Список использованных источников информации

Приложения

Приложение 1. Система команд УУМ-32

Приложение 2. Конфигурационный файл приложения «Интегрированная среда разработки для УУМ-32»

Приложение 3. Фалй, содержащий информацию об элементах языка Макроассемблера для УУМ-32.

Приложение 4. Пример файла, содержащего построенный макропроцессором ассемблерный код программы

Приложение 5. Пример объектного файла программы для УУМ-32

Приложение 6. Пример файла листинга программы для УУМ-32

Приложение 7. Пример исходного кода программы для УУМ-32

Приложение 8. Фрагмент исходного кода приложения «Интегрированная среда разработки для УУМ-32». Код класса главного окна.

Приложение 9. Фрагмент исходного кода приложения «Макроассемблер для УУМ-32». Код класса, представляющего контрольную секцию программы.

1. Обоснование актуальности разработки. Описание УУМ-32

1.1 Обоснование актуальности разработки