Введение к работе
Диссертация является обобщением результатов исследований и практической деятельности автора в области разработки и реализации языков и средств автоматизации микропрограммирования, основой которой являются четыре независимых проекта инструментальных систем микропрограммирования. Каждый проект имел собственные цели, определявшие принятые требования, а следовательно, и естественные границы эксперимента с формами языкового интерфейса. Тем не менее, именно свободный поиск адекватных языковых средств исходного описания микропрограмм стал сквозным мотивом всей работы и, в конечном счете, определил достоинства, недостатки и общую жизнеспособность каждой из четырех систем.
Актуальность работы. Микропрограммирование как универсальное средство реализации логики управления произвольных устройств обработки данных входит в круг интересов таких интенсивно развивающихся областей информатики, как теория и практика конструирования модулей электронной аппаратуры, разработка и реализация языков программирования, методология и технология программирования, теория параллельных вычислений, методология моделирования сложных дискретных систем, теория проектирования многоуровневых системных архитектур.
Повышенный интерес к микропрограммированию, средствам его
автоматизации и языкового обеспечения связан в последнее время с
заметным расширением сферы практического использования микро
программирования в двух технологических направлениях. С одной
стороны, это прикладное микропрограммирование для микроконтрол
леров и спецпроцессоров на основе секционированных микропроцес
сорных комплектов, с другой - параллельное
микропрограммирование для нетрадиционных микроархитектур,
например спецвычислителей на основе трехмерных электронно-
оптических СБИС. Существующее в настоящее время положение с
обеспечением этих сфер приложения средствами автоматизации и
языковой поддержки, особенно с учетом особенностей отечественных
условий эксплуатации, нельзя признать удовлетворительным.
Диссертационная работа отражает усилия, предпринятые автором для
решения ряда задач из этой области, актуальных как с практической, так и с общеметодологической точки зрения.
Целью работы является задача концептуального обоснования экспериментальных форм языкового интерфейса, разработанных и реализованных автором в цикле из четырех проектов инструментальных систем автоматизации микропрограммирования.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Обоснована новая схема промышленной реализации известного
языка микропрограммирования АМДАСМ, существенно отличающаяся
ориентацией на применение модульной технологии
микропрограммирования с особой техникой раздельной трансляции и комплексирования, а также развитыми формами технологической поддержки на основе специально разработанного языка управления, играющего роль инструментальной оболочки для языка АМДАСМ.
На основе известной математической теории алгоритмов параллельных подстановок выработана новая концептуальная модель вычислений языка параллельного микропрограммирования высокого уровня. Существенную особенность модели составляют три не вполне традиционных языковых механизма: механизм систематических задержек побочных эффектов базовых операций, механизм параметризующих покрытий объектов, механизм явной спецификации исполнителей вычисления. В рамках модели разработан экспериментальный язык параллельного микропрограммирования высокого уровня СИМ, нотационно построенный как расширение известного языка программирования Си.
Предложена новая концепция формы исходного представления параллельных микропрограмм, основанная на принципиальном разделении текста схемы параллельной микропрограммы, описания объектов данных в графической форме и текста процедур функционального наполнения схемы. В рамках этой нотационной модели разработаны экспериментальный язык программирования схем параллельных микропрограмм и оригинальная технология параллельного микропрограммирования на основе интеграции текстовых и графических элементов исходного представления.
Практическим результатом работы является реализация двух промышленных (КОМПРОМИСС-589 и МИАСС) и двух экспериментальных (СИМ и ALT) систем автоматизации микропрограммирования. Начиная с 1988 года система автоматизации прикладного микропрограммирования для микроконтроллеров МИАСС была перенесена на 5 различных платформ, внедрена в практику проектирования более чем 30 организаций на территории бывшего СССР и до сих пор применяется на некоторых из них (таких как НИИ "МорФизПрибор", в Санкт-Петербурге, НИИ Автоматики и Гидравлики в Москве, НИИ Многопроцессорных Вычислительных Систем в Таганроге, ОКБ "Контур" в Пятигорске). Системы СИМ и ALT активно используются в качестве систем моделирования параллельных микропрограмм в лаборатории параллельных алгоритмов и структур Вычислительного Центра СО РАН, обеспечивая потребности автоматизации ряда научных экспериментов.
Апробация работы и публикации. По теме диссертации
опубликовано 8 работ. Основные результаты работы докладывались и
обсуждались на Международной конференции САПР СВТ'89
(Ленинград, 1989), заседании Рабочей группы по языкам и системам
программирования (Ленинград, 1990) и конференции
"Высокопроизводительные вычислительные системы для комплексных центров математического моделирования" (Новосибирск, 1991).
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 154 наименований и 7 приложений. Общий объем работы, включая список литературы и приложения составляет 197 страниц текста.
