Разработка анализатора спектра ультразвукового сигнала

Окончание таблицы 5

В отличие от программно-управляемых режимов, описанных выше, внешние сигналы ЕРР - порта (как информационные, так и сигналы квитирования) для каждого цикла обмена формируются аппаратно по одной операции записи или чтения в регистр порта.

Цикл записи данных состоит из следующих фаз:

-программа выполняет цикл записи (IOWR#) в порт 4 (ЕРР Data Port);

-адаптер устанавливает сигнал Writeff (низкий уровень), и данные помеща­ются на выходную шину LPT-порта;

-при низком уровне WAIT# устанавливается строб данных;

-порт ждет подтверждения от ПУ (перевода WAIT# в высокий уровень);

-снимается строб данных — внешний ЕРР - цикл завершается;

-завершается процессорный цикл ввода/вывода;

-ПУ устанавливает низкий уровень WAIT#, указывая на возможность начала следующего цикла.

Главной отличительной чертой ЕРР является выполнение внешней передачи во время одного процессорного цикла ввода/вывода. Это позволяет достигать высоких скоростей обмена от 0,5 до 2 Мбайт/с. Периферийное устройство, под­ключенное к параллельному порту ЕРР, может работать на уровне произво­дительности устройства, подключаемого через слот ISA. Периферийное устройство может регулировать длительность всех фаз обмена с помощью всего лишь одного сигнала WAIT#. Протокол автоматически подстраивается и под длину кабеля - вносимые задержки только приведут к удлинению цикла.

«ЗАВИСАНИЕ» процессора на шинном цикле обмена препятствует механизм тайм-аутов PC, который принудительно завершает любой цикл обме­на, длящийся более 15 мкс.

С программной точки зрения контроллер ЕРР - порта выглядит достаточно про­сто. К трем регистрам стандартного порта, имеющим смещение 0, 1 и 2 относительно базового адреса порта, добавлены два регистра (ЕРР Address Port и ЕРР Data Port), чтение и запись в которые вызывает генерацию связанных внешних циклов.

Назначение регистров стандартного порта сохранено, что обеспечивает сов­местимость ЕРР - порта с периферийными устройствами и программным обес­печением, рассчитанными на применение программно-управляемого обмена. Поскольку сигналы квитирования адаптером вырабатываются аппаратно, при записи в регистр управления CR биты 0, 1 и 3, соответствующие сигналам STROBES, AUTOFEEDS и SELECTING, должны иметь нулевые значения. В противном случае программное вмешательство может нарушить последовательность квитирова­ния. Некоторые адаптеры имеют специальные средства защиты (ЕРР Protect), при включении которых программная модификация этих бит блокируется.

Использование регистра данных ЕРР позволяет осуществлять передачу блока данных с помощью одной инструкции REP INSB или REP OUTSB вместо традици­онных циклов с интенсивными операциями ввода/вывода. Некоторые адаптеры допускают и 16/32-битное обращение к регистру данных ЕРР. Тогда 16- или 32-битное обращение по адресу регистра данных ЕРР приведет к автоматической генерации двух или четырех шинных циклов по нарастающим адресам, начиная со смещения 4. Эти циклы будут выполняться быстрее, чем-то же количество одиночных циклов. Таким образом, при обмене данными и обеспечивается производительность, достигающая 2 Мбайт/с, вполне достаточная и для адаптеров локальных сетей, внешних дисков, стримеров и CD-ROM. Адресные циклы БРР всегда выполняются только в однобайтном режиме обра­щения.

Важной чертой ЕРР является то, что обращение процессора к периферийному устройству осуществляется в реальном времени. Программный драйвер всегда способен наблюдать состояние и подавать команды в точно известные моменты времени. Циклы чтения и записи могут чередоваться в произвольном порядке или идти блоками. Такой тип обмена наиболее пригоден для регистро-ориентированной периферии или периферии, работающей в реальном времени - сетевых адаптеров, устройств сбора инфор­мации и управления, дисковых устройств и т. п.

3 Язык программирования - Delphi

3.1 Функциональные задачи при конструировании интерфейса

При создании сложных АСУ велико значение разработки программного обеспечения, т.к. именно программные средства создают интеллект компьютера, решающий сложные научные задачи, управляющий сложнейшими технологическими процессами. В настоящее время при создании подобных систем значительно возрастает роль человеческого фактора, а, следовательно, эргономического обеспечения системы. Основной задачей эргономического обеспечения является оптимизация взаимодействия между человеком и машиной не только в период эксплуатации, но и при изготовлении, и при утилизации технических компонентов. При систематизации подхода проектирования интерфейса пользователя, можно привести некоторые основные функциональные задачи и принципы построения, которые должен решать современный язык программирования и с которыми с успехом справляется Delphi.

Принцип минимального рабочего усилия, имеющий два аспекта:

-минимизация затрат ресурсов со стороны разработчика ПО, что достигается путем создания определенной методики и технологии создания, свойственной обычным производственным процессам;

-минимизация затрат ресурсов со стороны пользователя; т.е. должен выполнять только ту работу, которая необходима и не может быть выполнена системой, не должно быть повторений уже сделанной работы.

3.1.1 Программно - технические средства: реализация и создание пользовательского интерфейса

MS - Windows предоставляет пользователям оболочку графического интерфейса (GUI), которая обеспечивает стандартную среду пользователя и программиста. (GUI) предлагает более сложное и дружелюбное окружение пользователя, чем командно-управляемый интерфейс DOS. Работа в Windows основана на интуитивно понятных принципах. Легко переключиться с задачи на задачу и осуществлять обмен информацией между ними. Однако разработчики приложений традиционно сталкиваются с трудностями программирования, поскольку организация среды Windows является чрезвычайно сложной.

Delphi - язык и среда программирования, относящаяся к классу RAD- (Rapid Application Development ‑ «Средство быстрой разработки приложений») средств CASE - технологии.

Интерфейс Windows обеспечивает полное перенесение CASE-технологий в интегрированную систему поддержки работ по созданию прикладной системы на всех фазах жизненного цикла работы и проектирования системы.

Delphi обладает широким набором возможностей, начиная от проектировщика форм и кончая поддержкой всех форматов популярных баз данных. Среда устраняет необходимость программировать такие компоненты Windows общего назначения, как метки, пиктограммы и даже диалоговые панели. Диалоговые панели (например, Choose File и Save File) являются примерами многократно используемых компонентов, встроенных непосредственно в Delphi, который позволяет приспособить эти компоненты к имеющийся задаче, чтобы они работали именно так, как требуется создаваемому приложению. Также здесь имеются предварительно определенные визуальные и невизуальные объекты, включая кнопки, объекты с данными, меню и уже построенные диалоговые панели. С помощью этих объектов можно, например, обеспечить ввод данных просто несколькими нажатиями кнопок мыши, не прибегая к программированию. Это наглядная реализация применений CASE-технологий в современном программировании приложений. Та часть, которая непосредственно связана с программированием интерфейса пользователя системой получила название визуальное программирование.

Выгоды от проектирования АРМ в среде Windows с помощью Delphi:

-устраняется необходимость в повторном вводе данных;

-обеспечивается согласованность проекта и его реализации;

-увеличивается производительность разработки и переносимость программ.

Визуальное программирование как бы добавляет новое измерение при создании приложений, давая возможность изображать эти объекты на экране монитора до выполнения самой программы. Без визуального программирования процесс отображения требует написания фрагмента кода, создающего и настающего объект «по месту». Увидеть закодированные объекты было возможно только в ходе исполнения программы. При таком подходе достижение того, чтобы объекты выглядели и вели себя заданным образом, становится утомительным процессом, который требует неоднократных исправлений программного кода с последующей прогонкой программы и наблюдения за тем, что в итоге получилось.

Благодаря средствам визуальной разработки можно работать с объектами, держа их перед глазами и получая результаты практически сразу. Способность видеть объекты такими, какими они появляются в ходе исполнения программы, снимает необходимость проведения множества операций вручную, что характерно для работы в среде не обладающей визуальными средствами — вне зависимости от того, является она объектно-ориентированной или нет. После того, как объект помещен в форму среды визуального программирования, все его атрибуты сразу отображаются в виде кода, который соответствует объекту как единице, исполняемой в ходе работы программы.

Размещение объектов в Delphi связано с более тесными отношениями между объектами и реальным программным кодом. Объекты помещаются в вашу форму, при этом код, отвечающий объектам, автоматически записывается в исходный файл. Этот код компилируется, обеспечивая существенно более высокую производительность, чем визуальная среда, которая интерпретирует информацию лишь в ходе исполнения программы.

Три основные части разработки интерфейса следующие: проектирование панели, проектирование диалога и представление окон. Для Общего Пользовательского Доступа также должны учитываться условия применения Архитектуры Прикладных Систем. Существуют также другие условия: являются ли входные устройства на терминалах клавишными или указательными и будут ли являться приложения символьными или графическими.

3.1.2 Разработка дизайна панели

Экран - это поверхность компьютерной рабочей станции или терминала, на которой располагается информация, предназначенная для пользователя. Панель - это предопределенная группированная информация, которая структурирована специфическим способом и расположена на экране. Общий Пользовательский Доступ устанавливает пять панельных схем, называющихся панельными типами. Необходимо использовать различные панельные типы, чтобы представить различные виды информации. Пять панельных типов следующие:

-меню;

-вход;

-информация;

-список;

-логическое.

Можно также смешивать части этих панельных типов, чтобы создавать смешанные панели. Следует представлять каждую панель как некоторое пространство, разделенное на три основные части, каждая из которых содержит отдельный тип информации:

-меню действий и нисходящее меню;

-тело панели;

-область функциональных клавиш.

На рисунке 4 представлено положение трех областей панели.