Концепция универсальной учебной машины

Обоснование актуальности разработки. Описание УУМ-32

Обоснование актуальности разработки

Универсальная учебная машина (УУМ) изначально задумывалась как некая упрощенная абстракция реальной ЭВМ. Она была разработана специально для слушателей специальностей, связанных с системным программным обеспечением, архитектуры и принципов работы компьютера. При проведении обучения на реальной ЭВМ у большинства слушателей возникают проблемы из-за высокой сложности реализации конкретной платформы. Это приводит к тому, что много времени тратится на изучение подноготной платформы, а не самих принципов функционирования вычислительной техники.

Именно по этой причине архитектура учебной универсальной 32-х разрядной машины (УУМ-32) была упрощена. С помощью УУМ-32 можно освоить основные принципы функционирования вычислительной техники. Это позволит в последствии понять функционирование не только процессоров, применяемых в персональных и промышленных компьютерах, но и современных мэйнфреймов и микропроцессоров. Простота изменения конфигурации виртуального оборудования обеспечит возможность ставить эксперименты практически в любых «аппаратных условиях».

Таким образом, универсальная 32-х разрядная учебная машина УУМ-32 позволяет многократно упростить процесс обучения студентов архитектуре ЭВМ и теории операционных систем. Вузы, решившие ее использовать, получат мощный и универсальный инструмент исследования архитектуры и проведения экспериментов, что позволит сэкономить значительные средства на закупке реального оборудования.

Однако необходимо иметь в виду, что для того, чтобы была возможность непосредственно работать с УУМ-32, т.е. создавать для нее программное обеспечение, необходимы средства разработки, которых на сегодняшний день нет.

Отсутствие средств разработки для УУМ-32 делает ее фактически бесполезной, так как конечный пользователь не имеет каких-либо инструментов для работы с ней. В связи с этим целесообразность разработки интегрированной среды для УУМ-32 не подвергается сомнению.

Разрабатываемая интегрированная среда представляет собой современный, надежный и гибкий инструмент, ориентированный прежде всего на обеспечение максимально комфортных условий для разработки и оптимизации программного обеспечения для УУМ-32.

Описание универсальной учебной виртуальной машины УУМ-32

Концепция универсальной учебной машины

Универсальная учебная машина УУМ-32 имеет следующую базовую архитектуру, состоящую из:

· Ядра УУМ-32 (арифметико-логическое устройство АЛУ)

· Оперативная память (до 4х гигабайт на систему)

· Менеджера устройств, позволяющего подключать к УУМ-32 различные устройства и получать к ним доступ в режиме супервизора через прерывания и регистры УУМ-32

На рисунке 1.1 представлена базовая архитектура УУМ-32.

Рисунок 1.1. Базовая архитектура УУМ-32

На сегодняшний день архитектура УУМ-32 значительно доработана и расширена. Введен ряд дополнительных компонентов, позволяющих значительно увеличить потенциал возможностей, предоставляемых этой платформой. В то же время следует отметить, что развитие УУМ-32 еще далеко не завершено, и существует целых ряд направлений, связанных с модернизацией и улучшением УУМ-32. Современное состояние архитектуры УУМ-32, а также перспективы ее развития приведены на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2. Современное состояние архитектуры УУМ-32.

Перспективы развития

На рисунке 1.2 синим цветом закрашены области, представляющие компоненты, которые были реализованы к моменту начала работы над данным дипломным проектом (синяя штриховка означает, что компонент реализован не полностью).

Зеленым цветом отмечены те компоненты, которые реализованы в данном дипломном проекте. Как видно из рисунка, их три:

· Ассемблер для УУМ-32

· Макроассемблер с поддержкой библиотек макросов

· Интегрированная среда разработки для УУМ-32

Все остальные компоненты (не выделены никаким цветом) на сегодняшний день еще не реализованы, в связи с этим исследования в области УУМ-32 по-прежнему актуальны.

Постоянное развитие архитектуры УУМ-32 позволит ей стать богатой платформой для полноценных исследований в области создания операционных систем и системного программирования.