Microsoft Word впвс book 2011 sev pa doc

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ...................................................................................114 
ЛИТЕРАТУРА..............................................................................................................................................115 
КАФЕДРА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ.................................................................................... 121 

---

5 
Введение 
Стремительный рост потребности во встраиваемых вычислительных 
системах (ВсС) различного назначения заставляет разработчиков активно 
совершенствовать методы и средства проектирования. Встраиваемые (или 
встроенные) системы и сети (embedded systems & networks) можно определить 
как 
специализированные 
(заказные) 
микропроцессорные 
системы, 
непосредственно взаимодействующие с объектом контроля или управления и 
объединенные с ним конструктивно.
Активно растет доля ВсС со сложной внутренней организацией, которая 
проявляется в таких особенностях, как многопроцессорная гетерогенная 
архитектура, распределенный характер вычислений, широкий диапазон 
потенциально 
доступных 
разработчику 
вычислительных 
ресурсов. 
Большинство сегодняшних ВсС составляют распределенные информационно-
управляющие системы (РИУС), в которых доля технических решений, 
характерных для иных классов вычислительных систем (ВС), не является 
доминирующей. Это позволяет сделать вывод об актуальности поиска и 
развития всего многообразия технических решений в области ВсС (а не только 
ограниченного их числа в рамках ряда канонических аппаратно-программных 
платформ), а также методов и средств их проектирования. 
Процесс создания ВсС характеризуется высокой сложностью. Это 
определяется сочетанием таких условий проектирования, как нестандартность 
задачи, 
требование 
технической 
оптимальности 
решений 
(модель 
ограниченных вычислительных ресурсов), минимальные временные и 
финансовые 
бюджеты 
разработки, 
присутствие 
большого 
числа 
дополнительных требований и ограничений (надежность, ограничения 
реального времени, тяжелые условия эксплуатации и многое другое). 
Ключевой особенностью создания ВсС является необходимость 
комплексного проектирования, охватывающего практически все уровни 
организации ВС. Однако сегодня в достаточной степени формализованы и 
автоматизированы лишь конечные и часть средних этапов маршрутов 
проектирования. 
Таким образом, первоочередное значение приобретает развитие методов и 
средств высокоуровневого (архитектурного, HLD – High Level Design) 
проектирования ВсС, где центральное место занимает формирование цельного 
взгляда на организацию всех фаз вычислительного процесса, как собственно на 
цель проектирования. 
Создание четкой системы понятий архитектурного уровня позволит 
разработчику ВсС эффективно работать не на уровне примеров реализаций, а на 
уровне принципов организации ВС/вычислительного процесса. Важнейшей 
задачей является создание системы архитектурных абстракций, в которых не 
противопоставляются аппаратная и программная составляющие ВС, но при 
этом охватываются все уровни технических решений.

---

6 
Практическая польза от подобной формализованной системы понятий 
состоит в возможности развития на ее основе общей теории и методологии 
проектирования ВсС, создания эффективных методик и САПР архитектурного и 
сквозного проектирования ВсС. 
Следует признать, что в подавляющем большинстве коллективов 
проектировщиков ВсС сегодня недостаточно высоко оценивается роль и 
трудоемкость 
этапов 
высокоуровневого 
проектирования, 
отсутствует 
адекватный технический язык для общения на этом уровне. Они оперируют 
лишь конкретными реализациями вычислительных механизмов (то есть 
«ассемблерными кодами», в которых трудно или невозможно проследить 
концептуальные моменты и решения). Мери Шоу в статье «Мы можем обучать 
информатике лучше» пишет: «Давайте организуем наши курсы вокруг идей, а 
не вокруг артефактов. Это сделает наши цели более ясными как для 
студентов, так и для преподавателей. Машиностроительные институты не 
преподают проектирование бойлера, они преподают термодинамику. В то же 
время, как минимум два из основных курсов по информатике «Создание 
компиляторов» и «Операционные системы» являются артефактными 
динозаврами программирования». [83]. С момента опубликования статьи 
ситуация кардинально не изменилась, данный призыв может быть обоснованно 
распространен на область проектирования ВсС.
Система вычислительных архитектурных абстракций может привнести 
эффективный язык общения в область проектирования ВсС, повысить 
«прозрачность» разработок, резко ускорить развитие вычислительных 
архитектур. Однако для этого необходимы усилия не только со стороны 
действующих разработчиков вычислительной техники, но и поддержка высшей 
школы в части модернизации учебного процесса на профильных кафедрах 
университетов. 
1-ая часть учебного пособия посвящена рассмотрению основных проблем, 
с которыми сталкиваются разработчки встраиваемых вычислительных систем, 
состоянием и перспективами высокоуровневого проектирования ВсС. Особое 
внимание 
уделено 
архитектурному 
проектированию 
встраиваемых 
вычислительных 
систем 
на 
уровне 
архитектурных 
абстракций 
(вычислительных 
и 
невычислительных), 
элементов 
архитектурного 
проектирования, рассмотрению проектного пространства ВсС и организации 
вычислительного процесса. Значительное место уделено аспектной модели 
процесса 
проектирования 
ВсС, 
аспектной 
технологии 
сквозного 
проектирования ВсС на основе понятия архитектурных агрегатов. 
Учебное пособие предназначено для студентов, специализирующихся в 
области вычислительной техники и программирования. Освоение студентами 
вопросов высокоуровневого проектирования встроенных систем позволит им 
эффективно внедрять данную методологию в практическую деятельность 
коллективов разработчиков, в которых они будет работать после окончания 
учебы. 

---

7