10.2. Программное обеспечение

Программное обеспечение состоит из операционной системы ЭВМ и библиотеки программ.

Операционная система предназначена для планирования и организации процесса обработки, ввода-вывода и управления данными, распределения ресурсов, подготовки и отладки программы и других операций обслуживания. Назначение операционной системы ЕС ЭВМ состоит в автоматизации компонентов программного обеспечения и организации вычислительного процесса в условиях его коллективного использования (рис. 10.4).

Операционная система для ЕС-1045 предоставляет пользователям возможность организации виртуальной памяти объемом до 16 Мбайт, подключения устройств телеобработки и машинной графики, использования эффективных трансляторов с основных языков программирования — ПЛ-1, КОБОЛ, ФОРТРАН, АЛ ГОЛ-60, РПГ, АССЕМБЛЕР.

Библиотека программ содержит программы, снабженные программной документацией, обеспечивающей возможность ее использования. В стандартный состав библиотеки программ включаются программы по методам численного анализа, матричной и линейной алгебры, статистике, обработке данных и др.

Программа представляет собой последовательность операций вычислительного процесса, записанного в форме, воспринимаемой вычислительной машиной.

Программы по ГОСТ 19.101-77 разделяются на два вида: компонент, комплекс.

Компонент — это программа, рассматриваемая как единое целое, выполняющая законченную функцию и применяемая самостоятельно или в составе комплекса. Комплекс — программа, состоящая из двух или более компонентов и (или) комплексов, выполняющих взаимосвязанные функции, и применяемая самостоятельно или в составе другого комплекса.

Программы записываются на языках программирования, которые содержат наборы символов и правила образования конструкций из этих символов.

Алфавит языка программирования ФОРТРАН (ГОСТ 23056-78) содержит три группы символов:

б) буквы: все прописные буквы латинского алфавита;

в) специальные символы:

пробел;

Рис. 10.4. Структурная схема операционной системы ЕС ЭВМ

(см. скан)

Из символов языка составляются ключевые (служебные) слова, которые имеют определенный смысл: выполнить, конец, больше или равно, читать, квадратный корень, остановиться, писать и т. д.

Из слов составляют предложения, которые в ФОРТРАНе разделяются на операторы и объявления. Операторы предписывают действия. Объявления описывают характеристики и упорядочение данных, вводимые в употребление функции, классификацию программных модулей.

При составлении программы (рис. 10.5) использованы, например, следующие операторы:

а) оператор присваивания, выполнение которого заключается в вычислении выражения и изменении значения величины,

б) условный логический оператор, передающий или не передающий действие оператору с меткой 1,

в) безусловный оператор перехода, который указывает номер следующего оператора для выполнения действия,

г) оператор вызова подпрограммы

д) оператор форматного вывода на печать результатов расчета

В этой же программе использованы объявления:

а) массив данных, необходимый для выполнения действий,

б) формат, задающий форму и вид преобразования вводимых и выводимых данных,

Рис. 10.5. Пример программы на ФОРТРАНе

Для вывода графической информации на экран графического дисплея или на графопостроитель в программе необходимо указать команды для выполнения графических операций: построить точку по ее координатам, провести прямую линию, построить окружность или дугу окружности, построить ломаную линию, построить кривую линию и т. д.

Геометрически ориентированный язык под названием разработан в Институте технической кибернетики Расшифровка аббревиатуры ФАП-КФ означает: формализованный аппарат геометрического моделирования на основе компилятора ФОРТРАНа. ФАП-КФ позволяет производить геометрические построения и решать графические задачи.

Язык графической текстовой информации (ЯГТИ) используется для представления геометрических и текстовых объектов. ЯГТИ обеспечивает представление чертежей, графиков и схем, состоящих из ломаных линий, текстов, единичных графических символов и изображений, дуг и заполняемых контуров. Методические указания, устанавливающие единый язык представления графической и текстовой информации на носителях данных в ЭВМ, разработаны Министерством радиопромышленности СССР и Государственным комитетом СССР по стандартам. Трансляторы с языка ЯГТИ на языки конкретных устройств реализуются пользователями этих устройств.

Для описания чертежей и фрагментов чертежей различных классов механических конструкций радиоэлектронной аппаратуры используется специально разработанный язык кодирования объектов — ЯКОБ-2.

Язык ЯКОБ-2 обеспечивает следующие возможности:

а) кодирование конструкторской документации на электромеханические узлы

б) компоновку чертежа из отдельных видов и фрагментов;

в) размерное кодирование и оформление чертежей согласно ЕСКД;

г) полуавтоматическую простановку размеров;

д) автоматизированную простановку шероховатости и др.

В Институте прикладной математики им. М. В. Келдыша разработан пакет графических программ на ФОРТРАНе, получивший название ГРАФОР.

Основу построения графического изображения (чертежа) составляют графические элементы: точки, отрезки прямых и кривых линий, треугольники, окружности и т. д.

Каждому графическому элементу в ГРАФОРе соответствует своя программа, описывающая его построение. Основные графические элементы и наименование соответствующих им программ приведены на рис. 10.6.

Построение графического изображения следует начинать с выбора единиц измерения чертежа и определения размеров страницы.

Рис. 10.6. Графические элементы ГРАФОРа

ГРАФОР содержит программы и устанавливающие единицами измерения миллиметры и сантиметры. Программа устанавливается автоматически по умолчанию, в том случае, если программист не задает единиц измерения.

Размеры страницы устанавливают программой Началом отсчета координат является левая нижняя точка страницы. Вычерчивание окружности и эллипса производится при помощи программ и Для построения треугольника, прямоугольника, многоугольника следует использовать программы и Еслн стороны прямоугольника расположены параллельно координатным осям, его можно начертить, использовав программу Построение сетки осуществляется с помощью программ и Для проведения сплошной прямой линии существует программа Возможно проведение штриховых и штрихпунктирных линий.

Для выделения точек на линиях используют программу

Программа закрывает страницу и готовит систему к открытию следующей, новой страницы.

Для вычерчивания каждого из графических элементов кроме наименования программы необходимо указывать координаты расположения

Рис. 10.7. Изображение функциональной зависимости на графопостроителе

Ряд программ ГРАФОРа позволяет проводить такие графические операции, как линейное преобразование (масштабирование) чертежа поворот изображения нанесение штриховки простановку размеров

Текстовая и знаковая информации наносятся с использованием программ и

Программа говорит о выборе определенного комплекта знаков для написания текста:

1) прописные русские и латинские буквы, цифры и знаки;

2) строчные русские и латинские буквы, цифры и знаки;

3) прописные греческие буквы, цифры, знаки и символы;

4) строчные греческие буквы, цифры, знаки и символы.

С помощью программы можно написать текст знаками требуемой высоты и с Необходимым углом наклона строки к горизонтали.

Часто результаты расчетов, проводимых на ЭВМ, бывает целесообразно представить в виде графика функциональной зависимости. Для этой цели особенно удобно использовать программы ГРАФОРа, который является графическим развитием ФОРТРАНа. В одной программе логично объединяются предложения, описывающие математические и графические операции.

На рис. начиная с 23-й строки, задаются команды на вычерчивание графика, изображенного на рис. 10.7.

Программа является командой на включение графопостроителя.

При помощи программы выбраны размеры графика и его расположение на странице. Проведение координатных осей и сетки, обозначение переменных величин

осуществляются программой AXES. Программа LIMITS определяет математические пределы изменения функции и аргумента. Вычерчивание линии, изображакуцей функциональную зависимость, производится с помощью программ LINEO (незамкнутая кривая), LINEC (замкнутая кривая). При необходимости нанесения маркеров на проводимую кривую следует выбрать программу LINEMO.

Возможно построение графиков в полярной, логарифмической и полулогарифмической системах координат.

Примеры выполнения графических документов, выполненных на графопостроителях, приведены в § 10.4.