Инструментальная и целевая ЭВМ
Для обычных ЭВМ технология разработки ПО в последние годы была более или менее стандартизирована. Такие ее элементы как алгоритмические языки высокого уровня (АЯВУ) и компиляторы для них, текстовые и графические редакторы, различные средства поддержки коллективной разработки и т.п. используются повсеместно. Вряд ли кто-нибудь сегодня решится программировать в кодах ЭВМ без каких-либо инструментальных средств.
Теперь представим себе, что нам нужно запрограммировать контроллер карбюратора автомобиля, микропроцессор в мобильном телефоне или какое-то другое специализированное устройство. Наверняка там не будет традиционной ОС, многопользовательского режима, трансляторов и многого другого, к чему мы привыкли. Более того, из-за ограничений памяти, отсутствия обычных устройств ввода-вывода и коммерческих соображений (разовая, не массовая разработка!) все это и невозможно реализовать.
Будем действовать следующим образом.
Всю разработку осуществляем на АЯВУ на хорошо оснащенной ЭВМ, которую будем называть "инструментальной". Для получения кода на нужной "целевой" ЭВМ создаем транслятор с нашего АЯВУ, который работает на инструментальной ЭВМ, но в качестве результата выдает код целевой ЭВМ. Такой транслятор называется "кросс-транслятором".
На самом деле это предельно упрощенная схема. Чтобы как можно дольше оставаться на инструментальной ЭВМ, кроме кросс-транслятора, нужно разработать различные имитационные модели, средства снятия и сравнения трасс, средства замера временных интервалов и т.д.
Самую сложную, на моей памяти, схему отладки мы реализовали для военных заказчиков, которым нужно было разработать сложное ПО на Алголе 68 для управляющего вычислительного комплекса (УВК) "Самсон". В качестве инструментальной ЭВМ мы использовали ПЭВМ.
Сначала все программы транслировались в коды ПЭВМ и проверялись на имитационных моделях. Так была проверена правильность основных алгоритмов. Естественно, мы не могли проверить реактивность и другие временные параметры.
Затем все программы были оттранслированы кросс-транслятором в коды "Самсона" и были еще раз проверены на ПЭВМ, но с использованием интерпретатора системы команд УВК "Cамсон". Так мы получили размеры реальных объектных кодов, проверили правильность адресации и смогли подсчитать время исполнения всех фрагментов программы, не зависящих от внешних сигналов.
Наконец, на стенде, в котором несколько ПЭВМ и один "Самсон" были связаны в локальную сеть, мы получили возможность запускать программы непосредственно на "Самсоне", но с полным контролем со стороны ПЭВМ (остановка по команде, по адресу чтения и т.п.) "Самсон" в то время был всего один (это обычная ситуация, когда ПО и оборудование разрабатываются одновременно), а разработчиков – много; при этом каждый из них мог запускать программы со своего рабочего места.
Такая "трехступенчатая" схема отладки помогла разработать чрезвычайно важное ПО.
