Программное обеспечение электронных средств. Тема 4

1.

1
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ
1-39 02 02 «Проектирование и производство
программно-управляемых электронных
средств»
Тонконогов Б.А.
к.т.н.
доцент

2.

2
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ
Тел.: (+375 29) 6300762
E-mail: [email protected]
Тонконогов Б.А.
к.т.н.
доцент

3.

1. ВИДЫ, ХАРАКТЕРИСТИКИ И НАЗНАЧЕНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ И
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНТЕГРИРОВАННЫХ СРЕД РАЗРАБОТКИ ДЛЯ ЕГО ПРОГРАММНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ
1.4. ОБЩЕСИСТЕМНОЕ (БАЗОВОЕ) ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И ДРАЙВЕРЫ УСТРОЙСТВ
ПОНЯТИЕ ОБЩЕСИСТЕМНОГО (БАЗОВОГО) ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И ДРАЙВЕРА УСТРОЙСТВА
Общесистемное (базовое) программное обеспечение – комплекс программ,
которые обеспечивают управление компонентами компьютерной системы,
такими как центральный процессор, оперативная память, устройства
ввода / вывода и сетевое оборудование, выступая как «межслойный
интерфейс», с одной стороны которого аппаратура, а с другой – приложения
пользователя
Драйвер устройства – специальное системное низкоуровневое программное
обеспечение, с помощью которого другое программное обеспечение
(операционная система) получает доступ к аппаратному обеспечению
некоторого внешнего устройства и возможность управления им
3

4.

1. ВИДЫ, ХАРАКТЕРИСТИКИ И НАЗНАЧЕНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ И
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНТЕГРИРОВАННЫХ СРЕД РАЗРАБОТКИ ДЛЯ ЕГО ПРОГРАММНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ
1.4. ОБЩЕСИСТЕМНОЕ (БАЗОВОЕ) ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И ДРАЙВЕРЫ УСТРОЙСТВ
ПОНЯТИЕ ОБЩЕСИСТЕМНОГО (БАЗОВОГО) ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И ДРАЙВЕРА УСТРОЙСТВА
Обычно с операционными системами поставляются драйверы для ключевых
компонентов аппаратного обеспечения, без которых система не сможет
работать. Однако для некоторых устройств (таких, как видеокарта или
принтер) могут потребоваться специальные драйверы, обычно
предоставляемые производителем устройства
Драйверы стандартных устройств образуют в совокупности базовую систему
ввода / вывода (BIOS), которая обычно располагается в постоянном
запоминающем устройстве компьютера или другого электронного средства
Существуют также виртуальные драйверы, представляющие собой особый
вариант драйверов устройств, использующихся для эмуляции аппаратного
устройства особенно в средах виртуализации
4

5.

1. ВИДЫ, ХАРАКТЕРИСТИКИ И НАЗНАЧЕНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ И
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНТЕГРИРОВАННЫХ СРЕД РАЗРАБОТКИ ДЛЯ ЕГО ПРОГРАММНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ
1.4. ОБЩЕСИСТЕМНОЕ (БАЗОВОЕ) ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И ДРАЙВЕРЫ УСТРОЙСТВ
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И НАЗНАЧЕНИЕ ОБЩЕСИСТЕМНОГО (БАЗОВОГО) ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И ДРАЙВЕРОВ УСТРОЙСТВ
Область применения и назначение общесистемного (базового) программного
обеспечения и драйверов устройств определяется конкретными целями
использования оборудования, которым они управляют. Это могут быть:
• встраиваемые системы специализированного назначения
• персональные компьютеры (рабочие станции и серверы)
• кластерные системы и суперкомпьютеры
В отличие от прикладного программного обеспечения, системное не решает
конкретные практические задачи, а лишь обеспечивает работу других
программ, предоставляя им сервисные функции и абстрагирующие детали
аппаратной и микропрограммной реализации вычислительной системы, а
также управляет аппаратными ресурсами вычислительной системы
5

6.

1. ВИДЫ, ХАРАКТЕРИСТИКИ И НАЗНАЧЕНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ И
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНТЕГРИРОВАННЫХ СРЕД РАЗРАБОТКИ ДЛЯ ЕГО ПРОГРАММНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ
1.4. ОБЩЕСИСТЕМНОЕ (БАЗОВОЕ) ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И ДРАЙВЕРЫ УСТРОЙСТВ
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И НАЗНАЧЕНИЕ ОБЩЕСИСТЕМНОГО (БАЗОВОГО) ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И ДРАЙВЕРОВ УСТРОЙСТВ
Операционная система управляет некоторым «виртуальным устройством»,
которое принимает и обрабатывает стандартный набор команд
Драйвер переводит эти команды в команды, которые «понимает»
непосредственно конечное устройство
Эта идеология называется «абстрагирование от аппаратного обеспечения».
Впервые в отечественной вычислительной технике подобный подход
появился в серии ЕС ЭВМ, а такого рода управляющее программное
обеспечение называлось канальным программным обеспечением
6

7.

1. ВИДЫ, ХАРАКТЕРИСТИКИ И НАЗНАЧЕНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ И
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНТЕГРИРОВАННЫХ СРЕД РАЗРАБОТКИ ДЛЯ ЕГО ПРОГРАММНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ
1.4. ОБЩЕСИСТЕМНОЕ (БАЗОВОЕ) ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И ДРАЙВЕРЫ УСТРОЙСТВ
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И НАЗНАЧЕНИЕ ОБЩЕСИСТЕМНОГО (БАЗОВОГО) ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И ДРАЙВЕРОВ УСТРОЙСТВ
7

8.

1. ВИДЫ, ХАРАКТЕРИСТИКИ И НАЗНАЧЕНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ И
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНТЕГРИРОВАННЫХ СРЕД РАЗРАБОТКИ ДЛЯ ЕГО ПРОГРАММНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ
1.4. ОБЩЕСИСТЕМНОЕ (БАЗОВОЕ) ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И ДРАЙВЕРЫ УСТРОЙСТВ
ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ПРОГРАММНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ ОБЩЕСИСТЕМНОГО (БАЗОВОГО) ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И ДРАЙВЕРОВ УСТРОЙСТВ
Особенности проектирования и программной реализации общесистемного
(базового) программного обеспечения и драйверов устройств зависит от:
• инструментальных средств разработки
• архитектуры и аппаратных характеристик оборудования
• области применения и назначения программного обеспечения
8

9.

1. ВИДЫ, ХАРАКТЕРИСТИКИ И НАЗНАЧЕНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ И
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНТЕГРИРОВАННЫХ СРЕД РАЗРАБОТКИ ДЛЯ ЕГО ПРОГРАММНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ
1.4. ОБЩЕСИСТЕМНОЕ (БАЗОВОЕ) ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И ДРАЙВЕРЫ УСТРОЙСТВ
ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ПРОГРАММНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ ОБЩЕСИСТЕМНОГО (БАЗОВОГО) ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И ДРАЙВЕРОВ УСТРОЙСТВ
Например, при программной реализации драйвера устройства следует учитывать то, что он
состоит из нескольких программно-реализованных функций, которые обрабатывают
определенные события операционной системы. Обычно это 7 основных событий:
• загрузка – драйвер регистрируется в системе, производит первичную инициализацию и
тому подобное
• выгрузка – драйвер освобождает задействованные ресурсы (память, файлы, устройства и
так далее)
• открытие – начало основной работы, когда обычно драйвер открывается определенными
функциями программы как файл
• чтение – программа читает данные из устройства, обслуживаемого драйвером
• запись – программа записывает данные в устройство, обслуживаемое драйвером
• закрытие – операция обратная открытию, освобождающая занятые при открытии
ресурсы и удаляет дескриптор файла
• управление вводом / выводом – зачастую драйвер поддерживает интерфейс
ввода / вывода, специфичный для конкретного устройства, с помощью которого
программа может послать специальную команду, которую поддерживает данное
устройство
9

10.

1. ВИДЫ, ХАРАКТЕРИСТИКИ И НАЗНАЧЕНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ И
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНТЕГРИРОВАННЫХ СРЕД РАЗРАБОТКИ ДЛЯ ЕГО ПРОГРАММНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ
1.4. ОБЩЕСИСТЕМНОЕ (БАЗОВОЕ) ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И ДРАЙВЕРЫ УСТРОЙСТВ
Вопросы
1.
Понятие общесистемного (базового) программного обеспечения и
драйвера устройства
2.
Область применения и назначение общесистемного (базового)
программного обеспечения и драйверов устройств
3.
Особенности проектирования и программной реализации
общесистемного (базового) программного обеспечения и драйверов
устройств
10

11.

1. ВИДЫ, ХАРАКТЕРИСТИКИ И НАЗНАЧЕНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ И
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНТЕГРИРОВАННЫХ СРЕД РАЗРАБОТКИ ДЛЯ ЕГО ПРОГРАММНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ
1.4. ОБЩЕСИСТЕМНОЕ (БАЗОВОЕ) ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И ДРАЙВЕРЫ УСТРОЙСТВ
Самостоятельная работа
1.
Троелсен, Э. Язык программирования С# 5.0 и платформа .NET 4.5 / Э.
Троелсен. – 6-е изд.: Пер. с англ. – М.: ООО «И. Д. Вильямс», 2013. – 1312 с.:
ил. – Парал. тит. англ. (Глава 2)
11