Ви переглядаєте архівну версію офіційного сайту НУЛП (2005-2020р.р.). Актуальна версія: https://lpnu.ua
ОсвітаКаталог освітніх послуг
Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології
Навчальна дисципліна
Програмування спеціалізованих мікропроцесорних пристроїв систем автоматизації
Спеціальність: Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології
Код дисципліни: 6.151.02.E.69
Кількість кредитів: 4
Кафедра: Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології
Лектор: доцент, к.т.н. Грень Ярослав Володимирович ,
доцент, к.т.н. Мичуда Леся Зиновіївна
Семестр: 5 семестр
Форма навчання: денна
Результати навчання:
У результаті вивчення дисципліни студент повинен знати:
• особливості роботи системи реального часу
• принципи побудови алгоритмів для систем реального часу
• специфіку алгоритмічних мов, що використовуються для написання прикладних програм реального часу
• особливості операційних систем реального часу
• принципи програмування на рівні портів вводу/виводу
В результаті вивчення дисципліни студент повинен вміти:
• будувати алгоритми для систем реального часу
• використовувати програмні та технічні інструменти реального часу
• програмувати для систем реального часу на асемблері та мовою
• особливості роботи системи реального часу
• принципи побудови алгоритмів для систем реального часу
• специфіку алгоритмічних мов, що використовуються для написання прикладних програм реального часу
• особливості операційних систем реального часу
• принципи програмування на рівні портів вводу/виводу
В результаті вивчення дисципліни студент повинен вміти:
• будувати алгоритми для систем реального часу
• використовувати програмні та технічні інструменти реального часу
• програмувати для систем реального часу на асемблері та мовою
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни:
• Алгоритмізація та програмування задач автоматизації
• Комп’ютерні технології та програмування, ч.1 та ч.2
• Електроніка та Мікропроцесорна техніка, ч.1 та ч.2
• Комп’ютерні технології та програмування, ч.1 та ч.2
• Електроніка та Мікропроцесорна техніка, ч.1 та ч.2
Короткий зміст навчальної програми:
Системи реального часу. Процеси, критичні за часом виконання. Керування процесом в реальному часі на прикладі: системи керування транспортною розв’язкою (перемикання світлофорів), системи наведення літака на посадку, системи протиаварійного захисту ректора, системи встановлення та контролю параметрів енергетичного об’єкта. Керування на основі послідовного програмування. Керування на основі переривань. Послідовне програмування та програмування задач реального часу. Методи програмування в реальному часі. Структура програми реального часу. Програмування операцій чекання. Алгоритми задач реального часу. Операційні системи реального часу. Призначення та функції операційної системи. Вимоги до операційних систем реального часу. Архітектура операційної системи. Операційні системи з мікроядром. Монолітні операційні системи. Ресурси, задачі, процеси, потоки. Планування та диспетчерезація задач. Алгоритми планування. Планування в системах реального часу. Перепланування. Синхронізація задач. Семафори. Мютекси. Монітори. Синхронізація з зовнішніми подіями. Синхронізація за часом. Міжзадачні комунікації. Сигнали. Конвеєри. Черги повідомлень. Огляд ОСРЧ. Базові Стандарти. QNX. VxWorks. OS-9/OS-9000. Переривання: зовнішні; внутрішні; програмні. Механізми переривань з опитуванням та векторний. Диспетчеризація переривань: з відносними пріоритетами, з абсолютними пріоритетами, за принципом стеку. Супервізори переривань. Робота системи переривань у реальному режимі роботи процесора. Робота системи переривань у захищеному режимі роботи процесора. Опрацювання переривань у контексті поточної задачі. Опрацювання переривань з переключенням на нову задачу. Контролер переривань. Перехоплення переривань. Програми опрацювання переривань. Опрацювання зовнішніх та внутрішніх переривань. Системні операції, пов’язані з часом. Таймери. Програмований інтервальний таймер. Застосування таймера в аналого-цифровій системі. Системний таймер. Програмування таймера. Прискорення таймера. Переривання за таймером. Сторожовий таймер. Послідовні інтерфейси. Інтерфейси вводу/виводу. Інтерфейси послідовного зв’язку. Асинхронний зв’язок. Синхронний зв’язок. Програмування СОМ порту. Визначення статусу комунікаційного порту. Передача даних. Прийом даних. Передавання/приймання даних за допомогою комунікаційного переривання. Паралельний зв’язок. Режими передачі даних. Режим сумісності. Режим Тетради. Режим Байта. Режим EPP. Режим ECP. Програмний і регістровий інтерфейс ECP. Переговори. Регістри, контакти і кабелі паралельного інтерфейсу. Доступ до паралельного порту. Доступ до порту I/O порту. Оптимізація. Оптимізація за швидкодією. Оптимізація за обсягом. Оптимізація високого рівня. Оптимізація на середньому рівні. Оптимізація лінійних ділянок програми. Оптимізація обчислення логічних виражень. Оптимізація передачі параметрів у процедури і функції. Оптимізація циклів. Перенос перевірки умови в кінець циклу. Виконання циклу задом наперед. Машинно-залежні методи оптимізації. Використання регістрів процесора. Оптимізація коду для процесорів, що допускають паралельні обчислення. Низькорівнева оптимізація. Доцільність оптимізації.
Рекомендована література:
1. Грень Ярослав. Програмування систем реального часу: навчальний посібник / Я.Грень. – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2011. – 324 с. (рекомендовано МОНМС України, лист №1/11-12221 від 29.12.2010р)
Методи і критерії оцінювання:
• письмові звіти з лабораторних робіт, усне опитування (30%)
• підсумковий контроль (контрольний захід - залік): письмово-усна форма захисту контрольної залікової роботи з тестуванням працездатної програми(70%)
• підсумковий контроль (контрольний захід - залік): письмово-усна форма захисту контрольної залікової роботи з тестуванням працездатної програми(70%)