W D A WN ic nv o
W NUMERZE
S tro n s S p rz ęto w a re a liz a c ja system ów o p era cy jn y c hA r tu r D ubielew icz, Ja n M agott 1
P ro g ra m fo rm a tu ją c y te k sty
R ysza rd C ilecki, W ojciech S a w ick i, W ło d zim ie rz T a b a c zy ń sk i 4 N iezaw odność o p ro g ra m o w an ia
Z en o n M ital 7
M etoda siecio w a G ER T
L idia Bocian, G rzegorz J u c h n ik o w s k i 9
O p ro g ram o w a n ie k a s e t u rzą d zen ia IN T E L D IG IT -P I
M irosław L iz n r e k 13
Ję zy k sy m u la c y jn y d la k o m p u te ró w ODRA 1300
J e rzy K ról, Ja c ek K uraś, Ja c e k L em b a s 16
Języ.k w yszu k iw aw czy JW O
M a rek B iliń ski, E d w a rd P ta k 18
Z K R A JU
IN FO R M A TY K A NA W OLI
W b la sk u korzyści, w cien iu n ie d o sta tk ó w
K r y s ty n B ern a to w ic z 20
O in fo rm a ty c e n a stu d e n c k ie j n a ra d z ie fP.K.) 22
O k o n fe re n c ji w Ż ag an iu (K.B.) 23
K o lejn a in s ta la c ja k o m p u te ra IBM (L.G.) 24
CENTRUM ETOB P o ch w ala dla M ERY 300
W in c e n ty Ł ada 26
PO R T R E T Y ZAW ODOW E
E u g en iu sz K u b ica (w lad) 27
ZE ŚW IATA
K o n fe re n c je I F IP n a te m a t k sz tałcen ia
S ta n isła w W aligórski 28
8 0 0-m egabajtow y dysik
S zybka d r u k a rk o -k o p ia rk a (Z.N.) 29
S zu k am y now ych technologii n a ek sp o rt 30
N ASZE R EC EN ZJE
A n ality cz n a w e ry fik a c ja p ro g ra m ó w
S ta n isła w a B o n k o w ic z -S itta u e r 32
I n fo rm a ty k a w tra n s p o rc ie
Z b ig n ie w B ie ń ko 33
PRO B LEM A TY K A BAZY DANYCH T echnologia baz d a n y c h w p ra k ty c e
G rzegorz G ru ch m a n 34
P ro je k t s tr u k tu r y pam ięci
A n d r z e j B ra n d t 36
WYDAWNICTWO
I SIGMA \
ul. Świętokrzyska 14a 60 -9 50 W a r s z a w a skrytka p o cz to wa 1004
KOLEGIUM R E D A K C Y JN I
R ed a k to r n a czeln y : prot . d r h ab. L eon ŁUKASZEW ICZ
dr K r y jty n BERNATO W ICZ, p ro f. d r h ab . i n i . K on rad FIA ŁK O W SK I (aait^ p ca red a k to ra n aczeln eg o ), m j r J a n u iz G W IA Z D A , d r In i. M arek H O ŁYŃSK I, m gr in i . S ta n isła w JA S K Ó L S K I, W laxlyslaw » Ł E P A C Z (zastęp ca 'reduktora n a c z e ln e g o ), m g r in ż . W in cen ty L A D A , m g r S ta n is ła w M R O a iK , d r in ż . T om asz P A W L A K
S e k r e ta r z r e d a k c j i : A n n a G L U T H -N O W O W IE JS K A
R ed . tech n .: Ew a K A M IŃ SK A
R A D A PROGRAM OW A
P r o f . d r h a b . T a d e u s z PEC-HE (p rz e w o d n ic z ą c y ), m g r i n i . T o m a sz B A Ń K O W S K I (s e k r e ta r z ), m g r in ż . A n to n i B O S S O W S K I, m g r i n i . R o m a n B U R N O , p r o f. d r h a b . A n d r z e j JA N IC K I, m g r in ż , J a n K R A M A R C Z U K , p r o f. d r h a b . in ż . J u liu s z K U L IK O W S K I, p r o f. d r h a b . L eo n Ł U K A S Z E W IC Z , g e n . d r in ż . M a ria n P A S T E R N A K , m g r in ż . B r o n is ła w P IW O W A R , m g r Z b ig n ie w S U B S T Y K , m g r J e r z y T R Y B U L S K I, d o c. d r h a b . T a d e u s z W A L C Z A K , d r inż.
J a n 2Y B O W O
R e d u k c ja : 00-041 W a rsz a w a , u l J a s n a 14/16, p o k ó j 331, te l, 27-71-40 lu b c e n t r a l a 26-32-61 w . 285, d y ż u r y r e d a k c j i 10.00—13.00 Z a k ł. G ra f. „ T a m k a " . Z am . 452. P a p ie r d r u k . sa t. V k l. 70 g. A l. O bj. 5 a r k . d r u k . N a k ła d 7350. C-94. ■*
C e n a l e g z e m p la rz a zł 25.— IN D E K S 36124 P r e n u m e r a t a r o c z n a z? 300.—
Informatyka
K M I E S I Ę C Z I 1 1 1 1Hr 11
1 9 7 9
z a s t o s o w a n i a w g o s p o d a r c e , t ec h ni ce i n a u c e R O K XIV
______________________________________ v .. -y listopad
ORGAK KOMI TE T U I N F O R M A T Y K I , MI NI STE RSTWA NAUKI , SZKOL NI CTWA WYŻ SZ E GO I TECHNI KI ORAZ K O M I T E T O N A U K O W O - T E C H N I C Z N E G O N O T OS. I N F O R M A T Y K I
S p rzętow a re a liz a c ja systemów operacyjnych
in ż . A r t u r D U B IE L E W IC Z u - k o ń c z y ł W y d z ia ł E le k tr o n ik i P o li
te c h n ik i W r o c ła w s k ie j w 1976 r . W r o k u z o s ta ł p r z y ję ty n a s tu d ia d o k to r a n c k ie w I n s ty tu c ie C y b e rn e ty k i T e c h n ic z n e j P o lite c h n i
k i W r o c ła w s k ie j. S p e c ja liz u je się w te o r ii s y s te m ó w o p e r a c y jn y c h .
D r in ż . J a n M A G O TT u k o ń c z y ł W y d z ia ł E le k tr o n ik i P o lite c h n ik i W ro c ła w s k ie j w 1975 r. W 1978 r. u z y s k a ł t y t u ł d o k to r a . P r a c u j e w I n s ty tu c ie C y b e rn e ty k i T e c h n ic z n e j P o lite c h n i
k i W ro c ła w s k ie j n a s ta n o w is k u a - d iu n k ta . I n t e r e s u j e się te o r ią a u t o m a tó w i s y s te m a m i o p e r a c y jn y m i ARTUR DUBIELEW ICZ, JAN M A G O TT
Instytut Cybernetyki Technicznej Politechniki W rocławskiej
Istn ie ją c e sy stem y o p e ra c y jn e (SO) re a liz o w a n e są p r a w ie w całości w sposób p ro g ra m o w y , n ie k ie d y ty lk o p e w n e ich fu n k c je rea liz o w a n e są sprzętow o. Z w y k le są to ta k ie fu n k cje , k tó re w zasad n iczy sposób w p ły w a ją n a efe k ty w n o ść d z ia ła n ia sy ste m u k o m p u tero w eg o . Z d an iem n ie k tó ry c h a u to ró w ,[3, 4] u zy sk a n ie m a k sy m a ln e j e fe k ty w ności sy stem u k o m p u te ro w e g o w znacznej m ie rze zależy od p raw id ło w e g o p o d ziału sy stem u o p era cy jn e g o n a czę
ści: sp rz ę to w ą i p ro g ra m o w ą.
S ta ły rozw ój, d o sk o n a len ie p ro d u k c ji, znaczne z m n ie j
szenie w y m ia ró w i ko sztó w w y tw a rz a n ia elem e n tó w i u k ła dów elek tro n ic zn y c h u m o ż liw ia ją ich za sto so w a n ie do sp rzę to w y ch re a liz a c ji sy stem ó w o p era cy jn y c h . D otychcza
sow e re a liz a c je w y k a z u ją je d n a k , że n ie o p ła c a ln e je s t ich w y k o n an ie sp rzę to w e w całości. W zrost efe k ty w n o śc i d zia
ła n ia sy stem u k o m p u te ro w e g o d la p ew n y c h fu n k c ji sy ste m u o p era cy jn e g o je s t zb y t m a ły w p o ró w n a n iu z k o sz ta m i ich rea liza cji.
S p rz ę to w e re a liz a c je sy stem ó w o p era cy jn y c h m ożna po
dzielić n a re a liz a c je u k ła d o w e (k tó ry c h p rz y k ła d e m je st SO sy stem u k o m p u te ro w e g o SYM BOL [6]) i re a liz a c je m i- k ro p ro g ra m o w e (np. SO VENUS 15] i SO BA SIC [7]). Z re a liz a c ją m ik ro p ro g ra m o w ą w ielu a u to ró w w iąże n ad z ie je n a szero k ie je j za sto so w a n ie [1, 2]. P o d sta w o w ą z a le tą tego
ty p u re a liz a c ji w p rz y p a d k u p am ięci sta łe j, w ie lo k ro tn ie za p isy w a n ej, je s t m ożliw ość b u d o w a n ia różn y ch fu n k c jo n a ln ie sy stem ó w o p e ra c y jn y c h d la te j sam ej m aszy n y cy
fro w ej.
W n in ie jsz y m a rty k u le p rze d sta w io n o sy stem o p era c y jn y SYM BOL ja k o p rz y k ła d re a liz a c ji u k ła d o w e j oraz sy stem y o p era cy jn e system ów VENUS i BA SIC ja k o p rzy k ła d y re a liz a c ji m ik ro p ro g ra m o w y ch . W d alsze j części z a w a rte je s t oszacow anie złożoności re a liz a c ji u k ła d o w e j dużego sy ste m u o p era cy jn e g o ty p u G EOR G E 3 d la m aszy n c y fro w y ch se rii IC L 1900 i ODRA 1300. N a stę p n ie oceniono w ad y i za le ty sp rzę to w ej re a liz a c ji sy stem u o peracyjnego.
S Y S T E M S Y M B O L
P rz y k ła d e m sy stem u k o m p u te ro w e g o , w k tó ry m w iele d z ia ła ń w y k o n y w a n y c h je st bez a n g a ż o w a n ia o p ro g ra m o w a n ia , je st sy stem SYM BOL i[6]. J e s t to sy stem e k s p e ry m e n taln y , p rzeznaczony do b a d a n ia m ożliw ości p rz e n ie sie n ia fu n k c ji sy stem u o p era cy jn e g o w y k o n y w a n y c h p ro g ra m ow o n a sp rzęt.
SYM BOL je st sy stem e m w ielo d o stę p n y m ogólnego p rz e znaczenia. Z aw ie ra ' on osiem w y sp ec ja lizo w a n y ch proceso
rów . S ch e m a t blo k o w y tego sy stem u p rz e d sta w io n y je st n a ry s. 1.
Łn«a
R y s. X. S c h e m a t b lo k o w y s y s te m u SY M B O L
P am ięć sy stem u je st p am ięc ią tró jp o z io m o w ą. P am ięć o p e ra c y jn a m a pojem ność 8 K słów 64-bitow ych i je st p am ięc ią fe rry to w ą o cyklu 2,5 ns. J e s t ona p o d zielona n a 32 stro n y — po 256 słów n a stro n ie . S zy b k a pam ięć p o m ocnicza za w ie ra 500 stro n z n a jd u ją c y c h się n a m a ły m d y sk u ze sta ły m i głow icam i. P am ię ć m aso w a z a w iera 50 000 stro n z n a jd u ją c y c h się n a du ży m dysku. P o d sta w o w a k o n fig u ra c ja sy stem u z a w iera 18 000 p o d w ó jn y ch m i- 1 k ro u k ła d ó w tran z y sto ro w y ch .
P odział in fo rm a c ji w p am ięci o p era cy jn e j
S zczególnie is to tn a je s t s tro n a za rez e rw o w a n a d la p ro c e so ra zarządzającego. S tro n a ta za w ie ra ta b lic e w y w o łań o p ro g ra m o w an ia , słow a ste ru ją c e k o le jk am i, słow a s te ru ją c e po d ziałem p am ięc i i ta b lic e słów z a reze rw o w an y c h d la tra n s la to ra .
32 strony
Tablice p ro ceso ra z a r z ą d zajqcego
Tablicê s te ro w a n ia term in alam i i kan akam i
B u f o r y WE / WY
Strony pamięci w ir t u a ln e j T .
1 strona
3 stro n y
1+ 2stro n y
J
R y s . 2. P o d z ia ł in f o r m a c ji w p a m ię c i o p e r a c y jn e j
P odział p am ięci
P o d ział rea liz o w a n y je s t sprzętow o. P o d zia łem ty m s te r u je p ro ceso r ste ro w a n ia pam ięcią. Z a m ia st zw y k ły ch ope
r a c ji ty p u „ c z y ta j”, „p isz”, p o zo stałe p ro ce so ry m a ją do- stQp d o z b io ru 15 operacji', k tó r e u m o ż liw ia ją k o n ta k t z pam ięcią. P ro c e so r ste ro w a n ia p am ię c ią s te ru je rów nież, p am ię c ią a so c ja c y jn ą zasto so w a n ą w o rg a n iz a c ji pam ięci w irtu a ln e j. P ro c eso r r e k o n s tru k c ji p am ięc i re o rg a n iz u je zw olnione o b szary p am ięci n a p o trze b y now ego u ż y tk o w n ik a .
K om pilacja
T ra n s la to r tłu m ac zy p ro g ra m n a p isa n y w języ k u w yso
kiego poziom u SYM BOL n a p ro g ra m w ynikow y. T ra n s la to r re a liz u je k o m p ilac ję dzięki zo rie n to w a n iu ję zy k a SYM BOL n a tra n s la c ję sprzętow ą.
W p ro w ad zan ie i w y p ro w a d z a n ie za d ań
W p ro w ad z an ie i w y p ro w a d z a n ie z a d a ń re a liz o w a n e są z za sto so w a n iem p ro ce so ra lin ii i p ro ce so ra ste ro w a n ia k a n a ła m i. P ro c eso r lin ii redaguije te k st. W p ro w ad zen ie i w y p ro w a d z a n ie z a d a ń o raz re d a g o w a n ie te k s tu w y k o n y w a n e są bez an g a żo w a n ia p ro ce so ra centralnego.
S te ro w a n ie p ra c ą z podziałem czasu
P ro c eso r z a rz ą d z a ją c y s te ru je p rze jśc ia m i m iędzy s ta n a m i p ra c y sy stem u . P o d staw o w y m i s ta n a m i re a liz a c ji za
d a n ia u ży tk o w n ik a są: ła d o w an ie, k o m p ilac ja, w y k o n an ie , w p ro w a d z a n ie i w y p ro w a d za n ie. P o n iew aż sy stem je st sy
stem em w ielodostępnym , d o d atk o w y m i sta n a m i są sta n y te rm in a li.
W szystkie p rz e jśc ia m iędzy s ta n a m i są rea lizo w a n e (p rz y n a jm n ie j częściowo) za pom ocą alg o ry tm ó w odw zo
ro w a n y ch w sprzęcie. J e d n a z w aż n iejszy c h zm ian sta n u re a liz a c ji za d an ia, a m ian o w icie p rz e jśc ie ze s ta n u ła d o w a n ia do s ta n u k o m p ilac ji, w y k o n y w a n a je st bez sto so w a n ia o p ro g ra m o w an ia .
W sk ła d p ro ce so ra za rząd z ające g o w chodzi p ro ce so r s te ru ją c y k o le jk a m i do w szy stk ich p ro ce so ró w p ra c u ją c y c h z po d ziałem czasu. P ro c eso r za rz ą d z a ją c y s te ru je p rz e sy ła n ie m in fo rm a c ji n ie zb ę d n y ch d la łączności m iędzy alg o ry tm a m i o d w zo ro w y w a n y m i w sp rzęcie i p ro c e d u ra m i o p ro g ra m o w an ia .
W nioski
W edług a u to ró w sy stem u SYM BOL p ew n e a s p e k ty p r a cy sp rz ę tu tego sy ste m u są w ie lk im o siągnięciem w p o ró w n a n iu z p ra c ą p ro ceso ró w s te ro w a n y c h za pom ocą p ro gram ów . S p rz ę to w ą re a liz a c ję p o d ziału i ste ro w a n ia p a m ięcią u w a ż a ją oni za d u żą z a le tę p rze d staw io n e g o sy ste m u w p o ró w n a n iu z k la sy cz n y m i sy ste m a m i cy frow ym i.
W p ew n y ch k ry ty c z n y c h p rz y p a d k a c h ste ro w a n ia p am ięcią i je j p o d ziału o raz w za k re sie p o d ziału zasobów sy stem u u zy sk an a efe k ty w n o ść je st 10— 100 ra z y w ięk sza od p ro g ram o w e j. W zrost e fe k ty w n o ści p rac y z du ży m i zb io ra m i je s t znacznie m niejszy.
SYSTEM VENUS
S y stem o p e ra c y jn y V ENUS i[5j je s t in te ra k c y jn y m w ie - lo p ro g ra m o w y m sy stem e m k o n w e rsa c y jn y m zb u d o w a n y m dla m a łej m ik ro p ro g ra m o w e j m aszy n y IN T E R D A T A 3.
G łó w n y m celem p r o je k ta n tó w sy ste m u V ENU S b yło p o k a zanie, że o dpow iednia a r c h ite k tu r a m a szy n y c y fro w e j m o
że znacznie u ła tw ić p ro je k to w a n ie sy ste m u o p ro g ra m o w a nia.
M ik ro p ro g ra m o w a n a m aszy n a IN T E R D A T A 3 u m ożliw ia p ro je k ta n to m sy stem u u z y s k a n ie c h a r a k te ry s ty k i m aszy n y n a jle p sz e j d la założonych zastosow ań.
M ik ro p am ięć IN T E R D A T A 3 z a w ie ra 2 000 in stru k c ji.
P am ięć o p e ra c y jn a n ie m oże p rz e k ra c z a ć 64 K b ajtó w . P a m ięciam i z e w n ętrzn y m i są d w ie je d n o stk i p am ięc i ta ś m o w ej i je d en p ó łm e g a b a jto w y dysk. U rz ąd z en ia t e są po d łączone do p ro ce so ra p oprzez k a n a ły sprzętow e. N a to m ia st u rz ą d z e n ia w ejścia /w y jśc ia, ta k ie ja k czy tn ik k a rt, d r u k a r k a w iersz o w a i te rm in a le , w sp ó łp ra c u ją z p ro ce so re m po p rzez m ik ro p ro g ra m sty m u lu ją c y p ra c ę k a n a łu .
S y stem o p e ra c y jn y V ENU S m a s tr u k tu r ę poziom ą. W s tr u k tu r z e tego sy ste m u w y s tę p u ją n a s tę p u ją c e poziom y:
1) p ro ceso ró w w irtu a ln y c h , 2) p am ięc i w irtu a ln e j, 3) k o n sol w irtu a ln y c h , 4) w irtu a ln y c h u rz ą d z e ń w e jścia /w y jśc ia, 5) p ro g ra m ó w u żytkow ników .
S y ste m o p e ra c y jn y V ENUS m oże rea lizo w a ć m a k sy m a l
n ie 16 procesów , k tó re k o m u n ik u ją się m iędzy so b ą po p rzez se m afo ry . P o n a d to se m a fo ry w y k o rz y sty w a n e są przez p ro ce so ry do sy n c h ro n iz a c ji z u rz ą d z e n ia m i w ejścia / /w y jśc ia i do p rz e s y ła n ia k o m u h ik a tó w po p rzez k o le jk i.
P a m ię ć sy stem u je s t podzielona n a se g m en ty z a w ie ra ją ce 256 stro n . S tro n a sk ła d a się z 256 b ajtó w .
W celu u zy sk a n ia znacznej szybkości sp raw d za n ia , czy s tro n a z n a jd u je się w p am ięc i o p e ra c y jn e j, fu n k c ja ta r e a lizo w an a je s t za pom ocą m ik ro p ro g ra m u . Je że li w y m ag a n a s tro n a n ie zostanie znaleziona, to m ik ro p ro g ra m w y w o łu je p ro g ra m p o sz u k u jąc y te j stro n y w p am ięci z e w n ętrzn e j.
S te ro w a n ie pro cesam i, ste ro w a n ie p am ięc ią w ir tu a ln ą i sy m u la c ja k a n a łu d la u rz ą d z e ń w ejśc ia /w y jśc ia re a liz o w a n e są m ik ro p ro g ra m o w o i c h a r a k te ry z u ją się d u ż ą szy b k ością d ziała n ia . P ew n e fu n k c je sy stem u o p era cy jn e g o — ze w zględu n a w y m a g a n ą ic h elastyczność — zrealiz o w an e są w sposób p ro g ram o w y . P rz y k ła d a m i fu n k c ji zre aliz o w an y c h p ro g ra m o w o są: S zeregow anie zadań, w y sz u k iw a n ie s tro n w p am ięc i ze w n ę trz n e j, ste ro w a n ie k o le jk am i, p rzy p o rz ą d k o w y w a n ie z e w n ę trz n y m nazw om segm entów n azw w ew n ętrz n y ch .
SYSTEM BASIC
S ystem k o m p u te ro w y B A SIC i[7] zb u d o w an y je s t n a b a zie m in ik o m p u te ra W ANG 2200 A. S y stem te n służy do w y k o n y w a n ia p ro g ra m ó w n a p isa n y c h w ję z y k u k o n w e r- sa c y jn y m BASIC. Je d n o stk a c e n tra ln a za w ie ra p am ięć o p e ra c y jn ą o p o jem n o ści 4 K b ajtó w . P am ię ć t a m oże być ro z b u d o w a n a do p o je m n o śc i 32 K b a jtó w przez w m o n to w a n ie do te j sa m ej o b u dow y d o d atk o w y c h bloków p a m ię ci po 4 K. Z n aczna część sy stem u o p era cy jn e g o i tr a n s la to r ję zy k a B A SIC są w b u d o w a n e do osobnej części je d n o stk i c e n tra ln e j w p o sta ci g o tow ych u k ła d ó w m ik ro p ro - gram o w y ch . W p am ięc i o p e ra c y jn e j sy stem u z n a jd u je się je d y n ie p ro g ra m z a rz ą d z a ją c y zb io ra m i w pam ięci ze w n ę
trz n e j, z a jm u ją c y około 700 b ajtó w . D zięki te m u p ra w ie ca ła pam ięć o p e ra c y jn a je st d o stę p n a dla u ży tk o w n ik a.
O SZACOW ANIE ZŁO ŻO N O ŚC I A UTOM ATU O D W ZOROW UJĄCEGO SO
W celu oszacow ania złożoności a u to m a tu w y k o n u jąceg o fu n k c je sy stem u o p eracy jn eg o n ależ ało b y ro z p a trz y ć sy ste m o p e ra c y jn y o o rg a n iz a c ji i ję z y k u w e w n ę trz n y m u k ie r u n k o w a n y m n a re a liz a c ję sp rzę to w ą. A u to rz y n ie z n a
leźli w lite ra tu rz e in fo rm a c ji n a te m a t dużego sy stem u o p era cy jn e g o zrealizow anego w ta k i sposób. S y stem ope
ra c y jn y SYM BOL je s t p rz y k ła d e m niedużego system u.
P ró b a o szacow ania złożoności a u to m a tu o d w zo ro w u jąc e
go d uży sy ste m ’ o p e ra c y jn y je st k o n tro w e rs y jn a ze w zg lę
du n a konieczność p rz y ję c ia założeń w p ro cesie szacow a
nia. P ró b a ta k a zo stan ie p rz e p ro w ad z o n a d la sy stem u ope
rac y jn eg o G EOR G E 3. Z a k ła d a się, że a u to m a t o dw zoro
w u ją c y w y m ie n io n y sy stem o p e ra c y jn y g e n e ru je ta k ie sa m e in stru k c je , ja k in s tru k c je w ch o d zące w sk ła d sy stem u o peracyjnego. S y stem o p e ra c y jn y G EO R G E 3 w w e rs ji ję zy k a w e w n ętrz n eg o z a jm u je ok. 600 K słów . pam ięci. P rz y j
m u je się, że a u to m a t o d w zo ro w u jąc y an a liz o w a n y system o p e ra c y jn y je s t a u to m a te m ty p u M oore’a. L ite ra m i a lfa b e tu w yjściow ego tego a u to m a tu są in s tru k c je w języ k u w ew n ę trz n y m , k a ż d a in s tru k c ja w chodząca, w sk ła d sy
ste m u o p eracy jn eg o g e n e ro w a n a je s t w in n y m stan ie. Z pow yższego w y n ik a , że ro z w a ż a n y a u to m a t m u si m ieć co n a jm n ie j 600 K stan ó w . I n s tr u k c ja ję zy k a w ew n ę trz n e g o je st ciągiem 24 bitów . S tą d ro zw aż an y a u to m a t m u si m ieć 24 u k ła d y .k o m b in acy jn e dla g e n e ra c ji b itó w słow a m a szynow ego. A rg u m e n ta m i fu n k c ji re a lizo w a n y ch za pom o
cą ty c h u k ła d ó w są zm ien n e zw ią za n e ze sta n a m i p rz e - rz u tn ik ó w , za pom ocą k tó ry c h za k o d o w an y je s t sta n a u to m atu , n a to m ia st w a rto śc ia m i — pozycje słow a m a szy n o w ego. Złożoność a u to m a tu zależy od złożoności u k ła d ó w k o m b in a c y jn y c h dla w y m ie n io n y ch w yżej 24 w y jść i u k ła dów k o m b in a c y jn y c h g e n e ru ją c y c h sy g n ały p o b u d za ją ce p rz e rz u tn ik i. W e w spółczesnych sy stem a ch cy fro w y c h o d p o w ied n ik iem zm ian y sta n u ro zw ażan eg o a u to m a tu je st z m ian a sta n u liczn ik a rozkazów . S tą d złożoność u k ła d ó w k o m b in a cy jn y ch g e n e ru ją c y c h sy g n a ły p o b u d z a ją c e p rz e r z u tn ik i je s t p o d o b n a do złożoności u k ła d u służącego do w y zn a cz an ia ad re só w k o le jn o w y k o n y w a n y c h in stru k c ji, czyli nie je st duża. C zynnikiem d e c y d u ją cy m o złożoności rozw ażan eg o a u to m a tu je s t zatem złożoność u k ła d ó w k o m b in a cy jn y c h dla 24 w yjść.
A p a ra te m fo rm a ln y m p rz y d a tn y m w procesie sy n te zy u k ła d ó w k o m b in a c y jn y c h je st a lg e b ra B oole’a. S to su ją c a l
g e b rę Boole’a a u to rz y u z y sk a li p rzy b liżo n ą ocenę liczby b ra m e k an alizo w an eg o a u to m a tu , ró w n ą 300 tys. L iczba
b ra m e k w je d n o stc e c e n tra ln e j ODRA 1305 je s t w p rz y b li
żeniu dziesięć ra z y m niejsza. P o n iew aż je d n o s tk a c e n tra l
n a m a w y ją tk o w o d uży w p ły w n a ca łk o w ity koszt sy ste m u ko m p u tero w eg o , b ard z o k o sz to w n a je st sp rzę to w a r e a liz ac ja dużego sy stem u o peracyjnego.
*
* *
Na tle pow yższych ro zw aż ań n a s u w a ją się n a s tę p u ją c e w nioski:
• B ra k u za sa d n ie n ia d la re a liz a c ji całego sy stem u o p e ra cy jn eg o w sposób sp rz ę to w y
Ze w zględu n a złożoność a u to m a tu o d w zo ro w u jąceg o d u - >
ży sy stem o p era cy jn y , re a liz a c ja całego sy stem u o p e ra c y j
nego w sposób sp rzę to w y je s t b ard z o kosztow na.
S y stem o p e ra c y jn y p o w in ie n być ła tw o m odyfik o w aln y . Często je st on ro zb u d o w y w an y , a p ew n e a lg o ry tm y są z a stę p o w an e n o w y m i a lg o ry tm am i. M ożliw ości z m ian w o p ro g ra m o w a n iu są oczyw iście znacznie w ięk sze niż w p rz y p a d k u sp rzę tu .
W fazie k o n stru o w a n ia sprzęto w eg o sy stem u o p eracy jn eg o n ależało b y ro zw iązać ró w n ież w iele p ro b lem ó w n ie za w o d nościow ych.
P roces u ru c h a m ia n ia u rzą d zen ia w y k o n u jąc eg o fu n k c je d u żego sy stem u o p era cy jn e g o oraz proces d iag n o zo w an ia ta k dużego u rzą d zen ia b y ły b y b ard z o złożone.
• S p rz ęto w e ste ro w a n ie p am ięc ią
D zięki zasto so w a n iu p am ięci b u fo ro w e j lu b as o c ja c y jn e j m ożna u n ik n ą ć b ard z o w olnego p ro g ra m o w eg o p rz e g lą d a n ia ta b lic stro n . W p rz y p a d k u za sto so w a n ia szy b k iej p a m ięci b u fo ro w ej w p am ięci te j p rze c h o w y w a n a je s t ta b li
ca stro n . R o zw iązanie to ze w zg lęd u n a znaczny k o sz t p a m ięci b u fo ro w ej je s t b ard z o drogie. W p rz y p a d k u zasto so w a n ia pam ięci a s o c ja c y jn e j w r e je s tr a c h te j p am ięc i p rz e ch o w y w an e są zw y k le in fo rm a c je o a k ty w n y c h stro n ac h . R ozw iązanie to ze w zględu n a istn ie n ie re je s tr ó w z a w ie
ra ją c y c h in fo rm a c je o stro n a c h i w ielu u k ła d ó w szybkiego p o ró w n y w a n ia ró w n ież je s t, b ard z o kosztow ne.
S p rz ęto w e ste ro w a n ie p am ięc ią za p ew n ia :
—• znaczną szybkość sp raw d za n ia , czy w y m a g a n a s tro n a z n a jd u je się w p am ięc i o p e ra c y jn e j
— znaczną szybkość sp ro w a d z a n ia ż ą d a n e j stro n y do p a m ięci o p e ra c y jn e j
— n ie an g a żo w an ie p ro ce so ra d łu g im i p rze szu k iw a n iam i, d zięki czem u w z ra s ta p rze p u sto w o ść sy stem u cyfrow ego.
• S p rz ęto w e ste ro w a n ie w ielo p ro g ram o w o ścią
S p rz ęto w e ste ro w a n ie w ielo p ro g ram o w o ścią m a n a s tę p u ją ce zalety:
— szybkie p rze łąc za n ie p ro g ram ó w , dzięki czem u p rze d zia ł w arto śc i dla dob o ru odp o w ied n ich k w a n tó w czasu m oże być w iększy
— szybkie w y k ry w a n ie sy tu a c ji im pasow ych, dzięki za sto so w an iu u k ła d ó w w y k ry w a ją c y c h ta k ie s ta n y [8].
• B ra k u za sa d n ie n ia d la re a liz a c ji sp rzę to w ej ste ro w a n ia d użym i s tr u k tu r a m i d a n y c h w p am ięc ia ch zew n ętrzn y c h B ra k tego u za sa d n ie n ia w y n ik a ze zbyt m ałego w z ro stu efe k ty w n o ści w z a k re sie w y sz u k iw a n ia in fo rm a c ji w p o ró w n a n iu z k o sz tam i w y m ag a n eg o sp rzętu .
I.IT E R A T U H A :
[1] B ru c e S., S h r iv e r S .: M ic ro p r o g ra m m in g a n d n u m e r ic a l a n a ly sis. IE E E T ra n s , o n C o m p . C-20, N o 7/1971
[2] B u lie j C .: M ik r o p r o g ra m m ir o w a n ty e . Iz d a tie ls tw o „ M ir” , M o
s k w a 1973
[3] G łu sz k o w B. M . 1 in .: W o p ro sy r a z w ltiy a s t r u k t u r CW M w sw ia z i s s is tie m a m i ik h m a tie m a tic z ie s k o w o o b ie s p i ec zi e n i y a , K i- b ie r n ie tik a N o 10/1967
[4] K a tz a n H . j r . : C o m p u te r O r g a n iz a tio n a n d th e System /370. V an N o s tr a n d R e in h o ld C o., N e w Y o rk 1971
[5] L is k o v B ,: T h e D e sig n of th e V e n u s O p e r a tin g S y s te m . C o m m , o f ACM , v o l. 15, N o 3 (M a rc h ) 1972
[6] S m ith W. R ., a n d a l.: SY M B O L — A la r g e E x p e rim e n ta l S y ste m E x p lo r in g M a jo r H a r d w a r e R e p la c e m e n t o f S o f tw a r e . S p rin g
J o i n t C o m p u te r C o n f., 1971
P I W o lp e J ., W o lp e M .: P o d rę c z n ik s y s te m u B A S IC . W a rsz a w a 1973
[8] N e z u K .: D e a d lo c k D e te c to r. T r a n s . I n s t. E le c tro n , a n d C o m - m u n . E n g . J P N . S e c t. E, v o l. E-60, N o 10 (O c to b e r) 1977 .
RYSZARD GILECKI, W O JC IEC H SAW ICKI
Centrum Informatyki Energetyki i Energii Atom owej W Ł O D Z IM IE R Z TABACZYŃSKI
Państwowy Zaktad H igieny W arszaw a
P rogram form atujqcy teksty
P ro g ra m DO KU M EN T słu ż y do fo rm a to w a n ia te k stó w . N ap isan y .został w ję zy k u PA SC A L. P ie rw sz ą jego w e rsją u ru ch o m io n o n a m a szy n ie CDC CYBER 72 w 1977 r., d r u gą — w lip c u tor. n a m a sz y n ie R-32. Z a d a n ie m p ro g ra m u je s t p rz e k sz ta łc e n ie p o d an e g o przetz u ży tk o w n ik a te k s tu w ejściow ego n a te k s t w ylnikow y w fo rm ie k siążk i, pnzy czym zasad y fo rm a to w a n ia o k reśla u ży tk o w n ik .
IW w ie lu o śro d k ach , n ie za le ż n ie od siebie, opracow ano p o d obne p ro g ra m y n a w ła s n e .potrzeby, n p . ,[2, 3], Z e wtzględiu n a lo k a ln e przezn aczen ie p ro g ra m y t e n a ogół c h a r a k te ry z u ją się sto su n k o w o n ie w ie lk im 'zestaw em fu n k c ji. C elow e w ięc w y d aw ało się u ru c h o m ie n ie p ro g ra m u stan o w iąceg o uog ó ln ien ie dotychczasow ych, a je d n o cz eśn ie łatw ego w e k sp lo atacji.
I U N K C JE PR O G R A M U
S posób p rz e k sz ta łc e n ia te k s tu w ejściow ego n a te k s t w y n ik o w y je s t o k re ś la n y p rz e z u ż y tk o w n ik a za pom ocą sp e c ja ln y c h d y re k ty w (rozkazów i dyspozycji), re a liz u ją c y c h n a s tę p u ją c e fu n k c je :
• u stalenie sposobu przetw arzania te k s tu w ejściow ego, np.
w ybór tr y b u (Wypełniania Julb kopiow ania
• o k reśle n ie k s z ta łtu fo rm a to w a n e j stro n y (szerokości i w ysokości za d ru k o w a n e g o po la, p o d ział n a k o lu m n y itp.)
• opis te k stu w ejściow ego, ń p . zd e fin io w an ie z b io ru z n a
k ó w p rz e sta n k o w y c h
• pod ję cie odpow iedniej jed n o ra zo w ej a k c ji: p rze jśc ie do now ego w iersz a, a k a p itu , k o lu m n y lu b stro n y , p o zo staw ie
n ie m ie jsc a n a ry su n e k
• o k re śle n ie .postaci sp isu treśc i, in te r p re ta c ja fra g m e n tó w te k s tu ja k o ty tu łó w rozdziałów
• u z n a n ie fra g m e n tu te k s tu z a od n o śn ik i um ieszczenie go u dołu s tr o n y
• o k re śle n ie p o sta ci in d e k su i um ieszczen ie w n im ż ą d a
n y ch słów
• od w o łan ie d o pojęć .zdefiniow anych w in n y m m ie jsc u te k stu , n p . (sfer. 15).
.W yróżniono d w a ro d z a je d y re k ty w : rozkazy i dyspozycje.
R ozkaz p o w o d u je zm ianę w arto śc i p a r a m e tru ste ru ją c e g o fo rm a to w a n ie m (np. w ielkości odstępów m ięd zy słow am i) bądź sp e c y fik u je czynność, k tó r a m a być w y k o n a n a je d n o razow o w m om encie n a p o tk a n ia ro zk azu (np. p rze jście do n o w ej stro n y ). D yspozycja n a to m ia st o k reśla sp e c ja ln e p rzezn aczen ie n ie k tó ry c h fra g m e n tó w te k s tu (np. ty tu ł ro z działu , odnośnik). D uża liczb a d y re k ty w (44 ro z k a z y i 6 dyspozycji) o ra z p rz y ję c ie zasady, że k aż d y z p a ra m e tró w ste ru ją c y c h fo rm a to w a n ie m te k s tu m oże b y ć zm ieniony w d ow olnym m om encie, z a p ew n ia ją u ży tk o w n ik o w i b ogate m ożliw ości p rz e k sz ta łc a n ia te k stu .
K aż d y z p a ra m e tró w ste ru ją c y c h fo rm a to w a n ie m te k stu m a p rz y p isa n ą w a rto ść dom yślną, o d p o w iad a ją cą o cz ek iw a
n io m w ięk szo ści u ży tk o w n ik ó w . N a jp ro sts z y sposób d z ia ła n ia p ro g ra m u p o le g a zatem n a s fo rm a to w a n iu te k s tu w ejściow ego zgodnie z w arto śc ia m i dom y śln y m i p a ra m e tró w . W y k lu cza to je d n a k k o rz y sta n ie z w ielu ciekaw ych w łasności p ro g ra m u D O KU M EN T, ja k n p . tw o rz e n ie spisu treści, in d e k su , um ieszczan ie n ag łó w k ó w n a stro n a c h te k stu w y n ik o w eg o djtkł.
S ta n d a rd o w o te k s t w y n ik o w y d ru k o w a n y je st n a d r u k a r c e w ierszo w ej. W celu u z y s k a n ia w ięk sze j liczby egzem p la rz y w y n ik ó w .bez p o n o w n eg o w y k o n y w a n ia p ro g ra m u m o żn a .zapisać te k s t w y n ik o w y w zbiorze dy sk o w y m lu b taśm ow ym , a n a s tę p n ie w ie lo k ro tn ie w y d ru k o w a ć jego z a w artość.
P ro g ra m D O KU M EN T d o k ła d n ie k o n tr o lu je po p raw n o ść d a n y c h w ejścio w y c h . B a d a n a je s t przed e rwszystkim p o p raw n o ść syntaktyozina i se m a n ty c z n a d y re k ty w . .W p r z y p a d k u n a p o tk a n ia błędu sy n ta k ty c zn eg o n a s tę p u ją c y po ni!m fra g m e n t te k s tu w ejściow ego a ż do o g ra n ic z n ik a o d cin k a d y re k ty w (p a trz opis ję zy k a w ejścio w eg o ) je st ig n o ro w a n y . ,W p rz y p a d k u ¡błędu se m an ty czn e g o (np. w arto ść p ew nego p a ra m e tr u ste ru ją c e g o fo rm a to w a n ie m k o lid u je z w arto śc ia m i innych, w cześn iej o k re ślo n y c h p a ra m e tró w ) d y re k ty w a je st ig n o ro w a n a luto p a ra m e tro w i p rz y p isa n a z o sta je w a rto ś ć dom yślna. W y stąp ien ie k ażd eg o błęd u p o w o d u je .ponadto w y g e n e ro w a n ie o d pow iedniego k o m u n ik a tu diagnostycznego.
K o p ia te k s tu w ejścio w eg o w ra z z k o m u n ik a ta m i d ia g n o sty czn y m i i d o d atk o w y m i in fo rm a c ja m i o p rzeb ieg u p ra c y p ro g ra m u (np. lis ta m i a k tu a ln y c h w a rto śc i p a ra m e tró w ) m oże być za p isa n a do z b io ru w yjściow ego, różn eg o od zbio
ru z a w ierając eg o te k s t w y nikow y.
U sta len ie sposobu p rz e tw a rz a n ia te k s tu w ejściow ego P ro g ra m DO KU M EN T p rz e w id u je d w a .podstaw ow e t r y b y p ra c y : w y p e łn ia n ie i kopio w an ie. T ry b .w y p e łn ia n ia (p rz y jm o w an y dom yślnie) oznacza, że k o le jn e w iersze te k s tu w y n ik o w eg o (książki) będ ą w y p e łn ia n e zgodnie z a k tu a ln ie o b o w iąz u ją cy m i w arto śc ia m i p a ra m e tró w ju sto w a - n ia , od stęp ó w m ię d zy słow am i, w cięć p ie rw sz y ch w ierszy a k a p itó w itp . T ry b k o p io w an ia n a to m ia s t oznacza, że k o le jn e w iersz e te k s tu w ynikow ego m a ją być w ie rn ą kop ią re k o rd ó w te k s tu w ejściow ego. U m ożliw ia to zam ie szc za n ie w te k ście n p . fra g m e n tó w p o ez ji czy te k stó w źródłow ych pro g ra m ó w .
U ży tk o w n ik m oże u sta lić , że fo rm a to w a n y te k s t m a ' być ju sto w a n y , tz n . o sta tn ie słow o w każd y m w iersz u (z w y ją tk ie m o sta tn ie g o w ie rs z a a k a p itu ) m a być w y ró w n y w a n e do p ra w e g o m a rg in e su , a w szy stk ie sło w a w ie rsz a r ó w n o m ie rn ie ro zsu n ię te .
M g r R y s z a rd G IL E C K I u k o ń c z y ł s tu d ia w 1978 r o k u n a W y d z ia le M a te m a ty k i, I n f o r m a t y k i i M e c h a n ik i U n iw e r s y te tu W a rsz a w s k ie g o . O d 1977 r . p r a c u je w C e n tr u m I n f o r m a ty k i E n e rg e ty k i 1 E n e rg ii, A to m o w e j, w P r a c o w n i O p r o g ra m o w a n ia P o d s ta w o w e g o .
M g r W o jc ie c h S A W IC K I u k o ń c z y ł s tu d ia w 1978 r o k u n a W y d z ia le M a te m a ty k i, I n f o r m a t y k i i M e c h a n ik i U n iw e r s y te tu W a rsz a w sk ie g o . O d 1977 r. p r a c u j e w C e n tr u m I n f o r m a ty k i E n e r g e ty k i 1 E n e rg ii A to m o w e j, w P r a c o w n i O p r o g ra m o w a n ia P o d s t a w o w e g o .
Do g ru p y d y re k ty w u sta la ją c y c h sposób .p rz etw arz an ia te k s tu w ejściow ego n a le ż ą 'rówryi-eż ro zk azy sp e c y fik u ją c e w ielk o ści o d stę p ó w m iędzy ¡znakami w słow ie („ro zstrzelo n y ” d tu k ), sło w a m i w w ierszu i w ie rsz a m i n a s tr o n ie te k s tu w ynikow ego, a ta k ż e w ielkości w cięć p ie rw sz y c h lin ii ak a p itó w .
O k re śle n ie k sz ta łtu fo rm a to w a n e j stro n y
P ro g ra m DO KU M EN T p o zw a la n a sw o b o d n y w y b ó r w ie l
kości m a rg in e só w n a stro n ie , a d zięk i te m u n a u sta le n ie w ysokości i szerokości d ru k u . J e d n ą z ciek a w szy ch w ła s ności p ro g ra m u je st m ożliw ość d ru k o w a n ia te k s tu w y n ik o w ego w k o lu m n a c h , p rz y .czym o k re ś le n ie liczby ko lu m n , ich szerokości i odstępów m iędzy n im i n a le ż y do u ż y t
k o w n ik a.
F o rm a to w a n e s tro n y m o g ą zaw ierać d o d a tk o w e w iersz e u g ó ry i .u dołu k aż d ej stro n y , n a z y w a n e d alej n a g łó w k am i. S k ła d a ją się o n e z trz e c h pól, um ieszczonych odpo
w ied n io w le w y m ro g u , n a śro d k u i w p r a w y m ro g u s tr o ny, p rzy czym każde z ¡tych p ó l m oże być p u ste . Is tn ie je ponad to m ożliw ość o k re ś la n ia różnych n ag łó w k ó w d la s tr o n o n u m e ra c h p a rz y sty c h i n ie p a rz y sty c h . Poszczególne p o la n ag łó w k ó w m o g ą zaw ierać d ow olny te k st lu b n u m e r a k tu a ln e g o rozd ziału albo stro n y .
O pis te k s tu w ejściow ego
C iągi ro zk azó w i d y spozycji u jm o w a n e są w sp e cja ln e n a w ia sy ogran iczające. D om yślnie są n im i d w a rza d k o uży
w a n e z n a k i, p rz y ozytm m o żn a je zm ienić .za pom ocą od
po w ied n ich rozkazów .
W śród z n a k ó w (tw orzących te k s t w ejścio w y szczególną ro lę o d g ry w a ją z n a k i p rz e sta n k o w e . W tr y b ie w y p e łn ia n ia są o n e d o łączan e b ez o d stę p ó w d o p o p rzedzającego sław a, n iezależn ie od lic zb y sp a c ji o d d zielający ch je od- te g o s ło w a w te k ś c ie w ejścio w y m . Z biór znaków tra k to w a n y c h p rze z p ro g ra m ja k o p rz e sta n k o w e m oże sk ła d a ć się z do
w olnych .znaków, n ie ty lk o ta k ic h , k tó r e są u z n a w a n e za z n a k i p rz e sta n k o w e z .punktu .w idzenia in te rp u n k c ji. Z b ió r te n m o ż n a zdefin io w ać za pom ocą sp ecjaln eg o ro zk a zu (m ożna oczyw iście sk o rz y sta ć z dom yślnego zestaw u, z a w ie ra ją c e g o zn a k i o g ólnie p r z y ję te z a p rze stan k o w e ).
Z aró w n o z n a k i p rz e sta n k o w e , ja k i o g ra n ic z n ik i odcin k ó w ro zk a zó w i d y sp o z y cji kończą słowa- te k s tu w e jśc io w ego. P o d o b n ie te rm in a to re m słow a je s t sp a c ja (chyba, że po n ie j w y stą p i z n a k p rz e sta n k o w y — je st on w ów czas dołączony do słow a). N ie je s t n a to m ia st te rm in a to re m s ło w a koniec re k o rd u te k s tu w ejściow ego. D om yślnie p rz y j
m u je się, że -rekord te k s tu w ejściow ego .zaw iera 80 z n a ków ; w ielkość t ę m ożna je d n a k .zmienić. M a to szczególne znaczenie w p rz y p a d k u , g d y te k s t w ejścio w y zap isan y je st w p e w n y m zb io rze utw o rzo n y m ' z a pom ocą p ro g ra m u ty p u U PD A TE, w y k o rz y stu ją ce g o p rze w a żn ie o s ta tn ie pola r e k o rd u (k o lu m n y k a rty ) n a id e n ty fik a c ję .
T y tu ły rozdziałów
P ro g r a m D O K U M EN T p ozw ala n a -tw orzenie sp isu treści o raz n a a u to m a ty c z n e n u m e ro w a n ie rozdziałów . D opusz
czalna je s t tró jp o z io m o w a n u m e ra c ja rozdziałów . W te k ście w ejścio w y m w y sta rc z y o k reślić poziom danego ro zdziału o ra z po d ać jego ty tu ł.
M g r W ło d z im ie rz T A B A C Z Y Ń S K I u - k o ń c z y ł s tu d ia w 1978 r o k u n a W y d z ia le M a te m a ty k i, I n f o r m a t y k i i M e c h a n ik i U n iw e r s y te tu W a rs z a w s k ie g o . Od 1977 r . p r a c u j e w P a ń s tw o w y m Z a k ła d z ie H ig ie n y , w Z a k ła d z ie S t a ty s ty k i M e d y c z n e j.
W sfo rm a to w a n y m te k ś c ie ty tu ł zo stan ie w y o d rę b n io n y w sposób d o m y śln y lu b o k re ślo n y p rzez u ż y tk o w n ik a (p rz y k ład o w o m ożna zażądać, ab y w szy stk ie ro zd z iały poziom u pierw szego ro zp o c zy n ały się od n o w ej stro n y ). T y tu ły w szy stk ic h ro zd z iałó w -wraz z o d p o w iad a ją cy m i im n u m e ra m i stro n u m ieszczan e są w sp is ie -treści.
O dnośniki
O kreślone fra g m e n ty te k s tu w ejściow ego m o g ą sta n o w ić o dnośniki. K aż d y ta k i fra g m e n t u m ie sz cza n y je s t w do ln ej części s tro n y i oznaczany n u m e re m , -który w y stą p i te ż w m iejscu odwołania- do o d n o śn ik a. W p rz y p a d k u , g d y c a ły odnośnik n ie m ieści się n a d a n e j stro n ie , jego ’k o ń co w a część z o s ta je p rzen iesio n a d o n a s tę p n e j stro n y .
In d ek s
M ożliw e je st u m ieszczenie dow olnego sło w a lu b s e k w e n cji słów w indeksie. In d ek s, s k ła d a ją c y się ze w szy stk ich haseł, p o so rto w a n y c h w p o rzą d k u alfa b ety c zn y m , zo stan ie w y d ru k o w a n y n a k o ń cu te k s tu w y n ik o w eg o . O bok k ażd eg o h a s ła w y p isa n e będą n u m e ry stro n lu b rozdziałów , w k tó ry c h n a p o tk a n o dyspozycję n a k a z u ją c ą p rz e sła n ie tego h a s ła do in d e k su .
O d w ołania
C iek a w ą w łasn o ścią p ro g ra m u D O KU M EN T je s t g e n e ro w a n ie odw ołań do pojęć z d e fin io w an y c h w in n y m m ie jsc u te k s tu w p o sta ci n p . (str. 7) lu b (par. 2). M ożna t o o siągnąć za pom ocą dyspozycji d e fin iu ją c e j odpow iednie e ty k ie ty w m iejscach , do k tó ry c h i z k tó ry c h m a n a s tą p ić odw ołanie, p rz y czym o d w o łan ie to m o ż e być do s tr o n y lu b do ro z działu.
SPO SÓ B O PR AC O W A N IA PR O G R A M U D O KUM ENT P ro g ra m D OKUM ENT tw o rz o n y b y ł p rz y u życiu m e to dologii p ro g ra m o w a n ia s tru k tu ra ln e g o [1, 4], W sposób szczególnie ry g o ry sty c z n y p rz e strz e g a n o zasad -projektow a
n ia /zstępującego. W y d a je się, że w a rto pośw ięcić k ilk a słów n a opis tego procesu, ja k i n a p ły n ą ce z niego w nioski.
Ję z y k w ejściow y i bu d o w a p ro g ra m u
P o sp rec y zo w an iu fu n k c ji p ro g ra m u o p rac o w a n o język w ejściow y i o p isa n o jego sk ła d n ię p rz y uży ciu n o ta c ji BNF, ro zszerzonej o k o n s tru k c ję ite ra c y jn ą . P o n iże j .przed
staw io n o p o d sta w o w ą część opisu sk ła d n i ję z y k a w e jśc io wego:
1. < te k s t w ejściow y> :: = {< od cin ek > }
2. < o d c i n e k > :: = < o d c in e k te !k s tu > |< o d c in e k ro z k a z ó w > |
< o d c in e k d y sp o z y c ji>
3. < o d c in e k t e k s t u > : : = { < z n a k te k s tu > }
4. < o d c in e k r o z k a z ó w > ::= < o g ra n ic z n ik o dcinka ro z k a zów >
< c ią g ro z k a z ó w >
O g r a n i c z n i k o d cin k a ro z k a - z ó w >
5. < o d c in e k d y sp o z y o ji> :: = < o g ra n ic z n ik o d cin k a dys-pozycji>
< c ią g d y sp o z y c ji>
< o g ran ic zn ik o dcinka dyspolz y c ji>
6. < c ią g ro z k a z ó w > : : = < r o z k a z > { ,< ro z k a z > }
7. < c ią g d y sp o z y c ji> : : = < d y s p o z y c ja > { ,< d y sp o z y c ja > } 8. < r o z k a z > : : = < ro z k a z 1 > |... | < ro z k a z m >
9. < d y s p o z y c ja > : : = < d y sp o z y c ja 1 > I I
< d y sp o z y c ja n >
Z asto so w an ie n o ta c ji B N F do opisu ję zy k a w iąże się w sposób n a tu ra ln y z re g u ła m i p ro je k to w a n ia zstępującego.
K o lejn e k ro k i p ro w a d z ą c e od sy m b o lu p oczątkow ego do sym b o li te rm in a ln y c h o d p o w ia d a ją k o le jn y m e ta p o m p ro je k to w a n ia . N a n ajw y ż sz y m poziom ie h ie ra rc h ii (p ro g ram głów ny) n a s tę p u je podział n a trz y je d n o stk i fu n k c jo n a ln e (procesor te k stu , p ro ce so r rozk azó w i p ro ce so r dyspozycji), o d p o w iad a ją ce trz e m w a rto śc io m zm ien n e j m e ta ję z y k o w e j
< o d c in e k > . W n a s tę p n y m k ro k u d o k o n y w an y je s t podział n a je d n o stk i re a liz u ją c e :
— p rz e tw a rz a n ie w try b ie w y p e łn ia n ia lu b k o p io w an ia (procesor te k stu )
— poszczególne ro zk azy (procesor rozkazów )
— poszczególne d yspozycje (procesor dyspozycji)
K ażda ta k o k reślo n a je d n o stk a fu n k c jo n a ln a p ro g ra m u została z a p isa n a w PA SC A LU w p o sta ci p ro c e d u ry lu b e lem e n tu listy w y b o ru in s tru k c ji casc.
Z alety p rz y ję te j m etody
P rz e strz e g a n ie p rz y ję te j m etody tw o rz e n ia p ro g ra m u isto tn ie u ła tw iło zn a jd o w a n ie błędów w faz ie te sto w a n ia , a ta k ż e u p ro ściło m o d y fik o w an ie i ro zsz erza n ie p ro g ra m u . R o zszerzanie ję zy k a w ejściow ego i d ziała ją ceg o p ro g ra m u 0 n o w e ele m e n ty w y k o n y w a n e było k ilk a k ro tn ie i nie p rz e d sta w ia ło ż a d n y ch tru d n o śc i. P rz y ję ta s tr u k tu r a m o
d u la rn a p ro g ra m u , ja k ró w n ież k o n se k w e n tn e n a d a w a n ie znaczący ch n az w zm ien n y m uży w an y m w p ro g ra m ie , u - m ieszczenie dużej liczby k o m e n ta rz y i ry g o ry sty c z n e a k a - p ito w a n ie te k s tu p ro g ra m u sp rz y ja ły czytelności i s p r a w i
ły, że sa m te k s t p ro g ra m u je st w dużej m ie rz e jego d o k u m e n ta c ją .
O d stę p stw a od s tr u k tu r y m o d u la rn e j
M im o sy stem aty czn eg o sposobu p ro je k to w a n ia n a sz k ic o w a n a s tr u k tu r a m o d u la rn a p ro g ra m u n ie je s t w o ln a od p ew n y c h odstępstw . Z o stały one je d n a k w p ro w a d zo n e św iadom ie i b y ły logiczną k o n se k w e n c ją zam ierzo n y ch m ożliw ości p ro g ra m u . N a jisto tn ie jsz e o d stę p stw a dotyczą w sp ó łd z iałan ia m iędzy p ro ce so re m dyspozycji a p ro ce so re m te k stu . W try b ie p rz e tw a rz a n ia dy sp o zy cji n a s tę p u ją b o w iem o d w o łan ia do p ro ce so ra te k stu , p o n ie w a ż ty tu ły ro z działów i te k sty odno śn ik ó w fo rm a to w a n e są zgodnie z t a k im i sa m y m i re g u ła m i ja k te k s t w łaściw y. W a rto w sp o m n ieć, iż z a p ew n ie n ie p o p raw n o ści d z ia ła n ia ty c h w łaśn ie elem e n tó w p ro g ra m u p rz e d sta w ia ło n a jw ię k sz ą tru d n o ść.
N ależy sądzić, że było to spow odow ane w sp o m n ia n y m i od
stę p s tw a m i od s tr u k tu r y m o d u la rn e j.
Ję z y k im p le m e n ta c ji
D la im p le m e n ta c ji w y b ra n o języ k PA SC A L, szczególnie zale ca n y przez te o re ty k ó w p ro g ra m o w a n ia stru k tu ra ln e g o [5], P A S C A L d zięki sw o jem u r e p e rtu a ro w i k o n s tru k c ji o raz b o g actw u s tr u k tu r d an y c h u ła tw ia czytelne, zw ięzłe 1 zd y scy p lin o w a n e p ro g ra m o w an ie . W szczególności p rz e tw a rz a n ie te k stó w je s t w ty m ję zy k u w y g o d n e d zięki p rz e znaczonem u do tego celu zespołow i o b ie k tó w (typy s ta n d a rd o w e c h a r i te x t, fu n k c je s ta n d a rd o w e ord i chr).
P ro g ra m D O KU M EN T w y k o rz y stu je ro zm a ite ty p y i m e
to d y s tru k tu r a liz a c ji d an y ch , o p e ru ją c p rz e d e w sz y stk im n a o b ie k ta c h o w a rto śc ia c h znakow ych, a ta k ż e p lik a c h i re k o rd a c h o ró żn o ro d n ej budow ie. P o słu g iw an ie się ta k im i
s tr u k tu ra m i d an y c h je s t w PA SC A L U n a tu ra ln e i cz y te l
ne. In n e pow szechnie u ży w a n e ję zy k i p ro g ra m o w a n ia nie d a ją ta k ic h m ożliw ości — alb o n ie d y sp o n u ją w ogóle w ielom a ty p a m i dan y ch (FORTRAN, ALGOL) albo o p e ru ją n im i w sposób dalek o m n ie j czy teln y (COBOL, P L /I).
Jeszcze je d n y m a rg u m e n te m p rz e m a w ia ją c y m za sto so w an ie m PA S C A L A je s t ła tw a p rze n asz aln o ść pro g ram ó w . K o m p ila to ry PA SC A L A is tn ie ją dziś w o p ro g ra m o w an iu w iększości z n a n y ch ty p ó w k o m p u te ró w (w szczególności p o sia d a ją je m a szy n y d o m in u ją c e w P olsce: IBM /R IA D , ICL/O D RA , CDC). P rzen o sz en ie p ro g ra m ó w n a p isa n y c h w P A SC A LU m iędzy w y m ie n io n y m i ty p a m i k o m p u te ró w nie p rz e d sta w ia p ra k ty c z n ie żad n y ch tru d n o śc i. P ro g ra m DO
K U M EN T został p rzen iesio n y , ja k zaznaczono w e ^w stępie, z m aszy n y CDC CYBER 72 n a R-32. Je d y n e zm ian y w te k ście p ro g ra m u kon ieczn e p rz y p rze n o sze n iu w iąz ały się z in n y m sposobem tra k to w a n ia u p a k o w a n y c h s tr u k tu r d a n y ch oraz nieco zm ien io n ą re p re z e n ta c ją znaków .
W y m ag an ia sprzęto w e
W y k o n an ie p ro g ra m u D O KU M EN T n a m aszy n ie R-32 p ra c u ją c e j pod k o n tro lą sy stem u o p era cy jn e g o O S/M FT w y m ag a około 70 K B p am ięc i o p e ra c y jn e j oraz je d n e j je d n o stk i p am ięc i d y sk o w ej ty p u IBM 2314 (EC 5061) lu b IBM 2311 (EC 5052). Dla d a n y c h o w ielk o ści 100 s tro n te k s tu w ynikow ego kon ieczn e je s t p rz y d z iele n ie 10 cy lin d ró w d y s
k u IBM 2314 lu b 30 cy lin d ró w d y sk u IB M 2311. Z am iast je d n o stk i d y skow ej m ożna w y k o rz y sta ć je d n o stk i p am ięci ta śm o w e j — k o nieczne są w ów czas 4 je d n o stk i. P rę d k o ść p rz e tw a rz a n ia te k s tu n a m a szy n ie R-32 w yn o si 300—400 znaków w ejścio w y ch n a 1 se k u n d ę p ra c y je d n o stk i c e n tra ln e j.
L IT E R A T U R A :
[1] D a h l O. J ., D ijk s tr a E. W ., H o a r e C. A. R .: S t r u c tu r e d P r o g r a m m in g . A c a d e m ic P r e s s L o n d o n 1972
£2] K a c z m a rs k a E .: A u to m a ty c z n e ła m a n ie te k s tó w w y d a w n ic z y c h . S p ra w o z d a n ia I n s t y t u t u I n f o r m a ty k i U W n r 61, W a rs z a w a 1977 [3J T e s le r L .: P U B — T h e D o c u m e n t C o m p ile r. S ta n f o r d A r tif i
c ia l I n te llig e n c e P r o je c t, O p e r a tin g N o te 70, S e p te m b e r 1972 [4J T u rs k i W . M .: M e to d o lo g ia p r o g r a m o w a n ia . W N T W a rsz a w a 1978
[5] W ir th N . : A lg o r ith m s + D a ta S t r u c tu r e s = P r o g r a m s . P r e n - tic e - H a ll 1976
t
C zasopism o p rzezn aczo n e je st dla m a jste rk o w ic zó w , lu d zi czynnie sp ę d za ją cy c h w o ln y czas, k o n stru k to ró w w szelkiego ro d z a ju u rz ą d z e ń sp o rto w ych, k em pingow ych, dom ow ych r a c jo n alizato ró w , a m a to ró w -e le k tro n i- ków , m łodzieży szkolnej u czestn iczą
cej w re a liz a c ji p ro g ra m ó w e d u k a c ji te ch n ic zn e j, h a rc e rz y i uczestn ik ó w liczn y ch w n aszy m k r a ju p laców ek pozaszkolnych.
„H O RY ZO N TY T E C H N IK I — ZRÓB SA M ” to n o w y k w a rta ln ik p o p u la rn o - tecliniczny W y d a w n ictw a C zasopism i K sią że k T ech n iczn y ch SIG M A , r e d a go w an y przez zespól re d a k c y jn y „H o ry zo n tó w T ec h n ik i” .
W czasopiśm ie m ożna zaw sze znaleźć
• m a jste rk o w a n ie w d o m u i dla do
m u (jak w y k o n a ć m e b le i w y p o saże
n ie m ieszkalne, ja k p rz e p ro w a d z a ć s a m o dzielnie re m o n ty , p ra c e m a larsk ie , ta p ic e rs k ie itp.) • m a js te rk o w a n ie dla r e k r e a c ji (budow a u rzą d z e ń sp o rto w ych, d rg a n iz a c ja i za g o sp o d a ro w an ie d z ia łk i re k re a c y jn e j, m a jste rk o w a n ie zw iązan e z w ypoczynkiem , m o to ry z a-
„H T — ZROB SA M ” pozw oli w szy st
k im m iłośnikom m a js te rk o w a n ia z a spokoić ciekaw ość i u zu p e łn ić w iad o m ości.
A dres pocztow y re d a k c ji: 00-950 W a r
szaw a, sk r. poczt. 1004
coś in te re su ją c e g o :
cją, kem p in g iem , sp o rta m i w o d n y m i i zim ow ym i, m a js te rk o w a n ie h o b b i
styczne) • e le k tro n ik a (urządzenia zabezpieczające, elek tro n ic zn e a p a ra ty nad aw czo -o d b io rcze, ro zb u d o w a u rz ą - dtzeń n a g ła śn ia ją c y c h , pom ysły h o b b i
stó w m o d elarzy , k o n s tru k to ró w z a b a w ek elek tro n ic zn y c h ) O p o ra d y te c h n ic zn e ® działy d la hobbistów .
Z E N O N MITAL Instytut Informatyki Politechniki G dańskiej
J e d n y m z te m a tó w prac nad rea liza c ją s y s te m ó w o program ow ania czasu r z e czyw isteg o , p ro w a d zo n yc h od k i lk u la t w Z espole O program ow ania P o d sta w o w e
go M a szyn C y fro w yc h ( In s ty tu t In fo r m a ty k i P o lite c h n ik i G d ańskiej), je s t n ie za - w o d n o ść oprogram ow ania. W p o n iżs zy m a r ty k u le A u to r w y k o r z y s tu je d o św ia d czenia u z y s k a n e w tra k c ie ty c h prac, w zbogacone p rze g lą d em o dnośnej te m a ty k i w lite ra tu rze św ia to w e j.
Niezaw odność o p ro g ra m o w a n i
P o jęcie n iezaw odności za w ie ra się w sfo rm u ło w a n iu , że n ie za w o d n y sy stem k o m p u te ro w y *) to ta k i sy stem , k tó re
go za ch o w a n ie je st zaw sze zgodne z w y m a g a n ia m i o k re ślo n y m i p rz y w y zn a cz an iu jego fu n k c ji [1, 2]. I w ty m w ła ś
n ie asp ek c ie b ę d ą poniżej o m a w ian e za g ad n ie n ia n ie z a w o dności o p ro g ra m o w an ia .
Z niezaw o d n o ścią w iąże się ściśle po jęcie b łę d u sy ste m u. P o jęc ie to m ożna ro z p a try w a ć w k a te g o ria c h p rzy czy n ow ych lu b sk u tk o w y c h . W p ie rw sz y m p rz y p a d k u pod p o jęciem b łę d u ro zu m ie się p rzy czy n ę n ieza m ie rz o n y ch zm ian tr a n s f o r m a c ji fu n k c jo n a ln y c h re a liz o w a n y c h p rzez d an y elem e n t sy stem u . W d ru g im p rz y p a d k u p o ję cie b łę d u o b e j
m u je n ie p o p ra w n e w a rto śc i sy g n ałó w logicznych w y s tę p u jący ch w dow olnych elem e n ta ch sy stem u kom p u tero w eg o . N ależy podk reślić, że oba po jęcia błęd u często sto so w a n e są zam iennie.
W zależności od tego, w ja k im e ta p ie ro z w o ju sy stem u tk w ią źró d ła błędów , m ożna je sk la sy fik o w a ć w dw óch n a stę p u ją c y c h g ru p a c h :
1) b łę d y p o w sta łe podczas p ro je k to w a n ia i p ro d u k c ji sy
ste m u k o m p u te ro w e g o (b łędna im p le m e n ta c ja p ie rw o tn y c h w y m ag ań )
2) b łę d y p o w sta łe podczas e k s p lo a ta c ji sy stem u w w y n ik u w p ły w ó w w e w n ę trz n y c h lu b ze w n ę trz n y c h (np. sta rz e n ie się elem entów ).
B łędy o p ro g ra m o w an ia n ależ ą do p ie rw sz ej g ru p y , n a to m ia st b łę d y sp rz ę tu — do obu grup.
Id e a ln y m sp e łn ie n iem w ym ogu niezaw o d n o ści je s t stw o rz e n ie i u ż y tk o w a n ie sy stem u w olnego od błędów . W p r a k ty ce sto s u je się ła g o d n iejsze k ry te ria jeżeli ty lk o
— b łę d y n ie p o w o d u ją (lub p o w o d u ją ty lk o częściow e) zu bożenia fu n k c ji sy ste m u
— k o n se k w e n cje błędów n ie p o w o d u ją p rz e rw y w e k s
p lo a ta c ji sy stem u .
A by m a k sy m a ln ie w y elim in o w ać błęd y o p ro g ra m o w a n ia lu b p rz y n a jm n ie j łagodzić ich s k u tk i (a ta k ż e s k u tk i d e fe k tó w sp rzętu ), sto s u je się n a jro z m a itsz e zabiegi, k tó re m ożna zaliczyć do n a s tę p u ją c y c h k a te g o rii d ziałań :
• zap o b ie g an ie p o w sta w a n iu błędów
® w y k ry w a n ie i u su w a n ie błędów
9 o d tw a rz a n ie s ta n u , ja k i is tn ia ł p rzed w y stą p ie n ie m b łę dów.
Z A PO B IE G A N IE PO W STA W A N IU BŁĘDÓW
Ś ro d k i za p o b ie g ają ce p o w sta w a n iu błędów p o w in n y być sto so w a n e n a w szy stk ic h e ta p a c h ro zw o ju sy stem u . Isto ta ich polega n a zap ew n ie n iu zgodności rze czy w isty ch in te n c ji z opisem w y m ag a ń w y ra ż a n y m w ró ż n y c h ję zy k a c h n a ró żn y c h poziom ach ro zw o ju sy stem u . S p rz y ja to za p ew n ie n iu zgodności o sta te czn e j im p le m e n ta c ji z p ie rw o tn y m i w y m ag an iam i.
Ju ż n a e ta p ie w stę p n y m należy liczyć się z p o w sta w a n iem błędów — w y m a g a iłia -'fo rm u ło w a n e p rzez sp e c ja li
stów różn y ch d y scy p lin i w y ra ż a n e m n ie j lu b b a rd z ie j p r e cyzy jn ie w ję zy k u potocznym lu b w ję zy k a ch sp e c ja li
stycznych m uszą być p rz e tra n sfo rm o w a n e n a p o sta ć fo r
m a ln y ch w y m a g a ń do p r o je k tu sy stem u . O b se rw u je się rozw ój śro d k ó w w sp o m a g ają cy c h te z a d a n ia — głów nie ję zyków fo rm a ln e g o w y ra ż a n ia w y m ag ań .
K o le jn y m czy n n ik iem rz u tu ją c y m n a n iezaw odność o p ro g ra m o w a n ia je st m etodologia p ro je k to w a n ia . S tw orzono o d p ow iednie m etody, z k tó ry c h n a jw a ż n ie jsz e o p ie ra ją się n a k o n cep cji p ro g ra m o w a n ia stru k tu ra ln e g o .
K o n cep cja p ro g ra m o w a n ia s tru k tu ra ln e g o sto so w a n a w ję zy k a c h p ro g ra m o w a n ia zbliża za ch o w an ie d y n am iczn e p ro g ra m u z jego sta ty c zn y m obrazem . Z w iększa to cz y te l
ność p ro g ra m u , u ła tw ia ją c ty m sa m y m n ie zb ę d n ą w e ry fi
k a c ję w y m ag a ń . P o n a d to s tr u k tu r a ta k ieg o p ro g ra m u je st d ogodniejsza do te sto w an ia.
Isto tn e je s t ró w n ież w y k o rz y sta n ie p ro b lem o w y ch ję zy k ów p ro g ra m o w an ia . P o z w a la ją one n a w y ra ż a n ie in te n c ji p ro g ra m isty b a rd z ie j ja w n ie i p rzejrzy ście, w fo rm ie zbliżonej do ję zy k a specjalistycznego. D zięki te m u m ożna u zy sk ać lep szą k o m u n ik a c ję za m ie rz eń i celów p ro g ra m u , a sp e cja liśc i fo rm u łu ją c y p ie rw o tn e w y m a g a n ia m ogą u - czestniczyć w k o le jn y ch sta d ia c h ro zw o ju sy stem u o p ro g ram o w a n ia.
R o z w aż ają c w p iy w ję zy k a p ro g ra m o w a n ia n a p o p ra w ność p ro g ra m u , w p ierw szy m rzę d zie n ależy w y m ien ić w p ro w a d z a n ie zasad w y k lu cz ając y ch p o p ełn ian ie przez p ro g ra m istę p rzy p a d k o w y c h błędów m ech an iczn y ch (elim i
n a c ja k o n s tru k c ji języ k o w y ch p o d a tn y c h n a p o p ełn ian ie błędów ) oraz sto so w a n ie śro d k ó w pom ocnych podczas u r u c h a m ia n ia i te sto w a n ia p ro g ra m ó w [5].
C zęstym pow odem błędnego d z ia ła n ia p ro g ra m u je s t to, że n a ru sz a on sp e cy fik ac je języka, w k tó ry m je st pisany, a sy stem tego ję z y k a n ie w y k ry w a ta k ic h n aru sz e ń . S tą d n ie o k re ślo n e w y n ik i p ew n y ch o p era cji. M ożna te m u za p o biec, jeżeli k ażdy w a r u n e k za k a z a n y przez sp e cy fik ac ję j ę zy k a będ zie o d pow iednio w cześnie w y k ry ty ;
■) N a le ż y p a m ię ta ć , że n a n ie z a w o d n o ś ć s y s te m u k o m p u te r o w e g o s k ła d a się o d p o w ie d n ie d z ia ła n ie z a ró w n o s p r z ę tu , j a k i o p r o g r a m o w a n ia
M g r in ż. Z e n o n M IT A L w 1972 r.
u k o ń c z y ł s tu d ia n a W y d z ia le E le k tr o n ik i P o lite c h n ik i G d a ń s k ie j. P r a c u je w I n s ty tu c ie I n f o r m a ty k i P G . S p e c ja liz u je s ię w p r o b le m a ty c e o- p r o g r a m o w a n ia k o m p u te r o w y c h s y s te m ó w c z a su rz e c z y w is te g o , sz c z e g ó ln ie w z a s to s o w a n iu d o s te r o w a n ia p ro c e s a m i.
