Beschleunigung von Hardware- und Softwareanwendungen. Software- und Hardwareschutz

HyperCard ist das erste gut durchdachte und praktische Autorenwerkzeug für die Arbeit mit Multimedia, da es Links zu Video- und Audiomaterial, Farbgrafiken und Text mit Ton enthält

Multimedia ist eine interaktive Technologie, die das Arbeiten mit Standbildern, Videos, Animationen, Text und Ton ermöglicht. Eines der ersten Werkzeuge zur Erstellung von Multimedia-Technologie war die Hypertext-Technologie, die die Arbeit mit Textinformationen, Bildern, Ton und Sprache ermöglicht. In diesem Fall fungierte die Hypertext-Technologie als Software-Tool eines Autors.

Der technologische Fortschritt trug zur Entstehung von Multimedia-Systemen bei: RAM und externer Speicher von Computern nahmen zu, breite Grafikfähigkeiten von Computern tauchten auf, die Qualität von Audio-Video-Geräten nahm zu, Laser-CDs erschienen usw.

Fernseh-, Video- und die meisten Audiogeräte arbeiten im Gegensatz zu Computern mit einem analogen Signal. Daher gab es Probleme, heterogene Geräte an einen Computer anzudocken und zu verwalten.

Soundkarten wurden entwickelt ( Soundblaster), Multimedia-Boards, die den Übersetzungsalgorithmus in Hardware implementieren Analogsignal zu diskret. Nur-Lese-Speicher (CD-ROM) wurde mit CDs verbunden.

Um ein Standbild auf einem Bildschirm mit einer Auflösung von 512 x 482 Punkten (Pixel) zu speichern, werden 250 KB benötigt. Allerdings ist die Bildqualität schlecht. Es erforderte die Entwicklung von Software- und Hardwaremethoden für die Datenkomprimierung und das Scannen. Solche Vorrichtungen und Verfahren wurden mit Kompressionsverhältnissen von 100:1 und 160:1 entwickelt. Dadurch war es möglich, etwa eine Stunde eines vollwertigen Sprachvideos auf einer CD unterzubringen. IPEG und MPEG gelten als die fortschrittlichsten Kompressions- und Scanverfahren.

Steve Jobs schuf 1988 eine grundlegend neue Art von Personal Computer - NeXT, bei dem die grundlegenden Mittel von Multimediasystemen Architektur, Hardware und Software. Es wurden neue leistungsstarke Zentralprozessoren 68030 und 68040 verwendet, ein DSP-Signalprozessor, der Ton- und Bildverarbeitung, Sprachsynthese und -erkennung, Bildkomprimierung und Farbmanipulation bereitstellte. Volumen Arbeitsspeicher war 32 MB, löschbar optische Platten, serienmäßig eingebaut Netzwerkcontroller, mit denen Sie eine Verbindung zum Netzwerk herstellen können, Methoden zum Komprimieren, Scannen usw. werden bereitgestellt. Die Größe des Festplattenspeichers beträgt 105 MB und 1,4 GB.

NeXT-Technologie ist neuer Schritt in der Mensch-Maschine-Kommunikation. Bisher haben wir mit der WIMP-Oberfläche (Fenster, Bild, Menü, Zeiger) gearbeitet. NeXT ermöglicht das Arbeiten mit der SILK-Oberfläche (Sprache, Bild, Sprache, Wissen). NeXT beinhaltet ein System e Multi Medienpost, mit der Sie Nachrichten wie Sprache, Text, grafische Informationen usw.

Viele Betriebssystem Unterstützung von Multimedia-Technologie: Windows ab Version 3.1, DOS 7.0, OS / 2 usw. Das Windows-95-Betriebssystem enthielt Multimedia-Unterstützungshardware, mit der Benutzer digitalisiertes Video, Audio und Bewegungsgrafiken abspielen und verschiedene Musiksynthesizer und Instrumente anschließen können. Windows-95 hat eine spezielle Version entwickelt Dateisystem um Audio-, Video- und Animationswiedergabe in hoher Qualität zu unterstützen. Mediendateien werden auf einer CD-ROM, Festplatte oder einem Netzwerkserver gespeichert. Digitalisiertes Video wird normalerweise in Dateien mit der Erweiterung AVI gespeichert, Audioinformationen - in Dateien mit der Erweiterung WAV in Form von Audio MIDI-Schnittstelle- in Dateien mit der Erweiterung MID. Um sie zu unterstützen, wurde ein Dateisubsystem entwickelt, das die Übertragung von Informationen von einer CD-ROM mit optimaler Geschwindigkeit gewährleistet, was beim Abspielen von Audio- und Videoinformationen unerlässlich ist.

Schon aus einer so kurzen Aufzählung der Möglichkeiten der Multimediatechnik wird deutlich, dass der Computermarkt zusammenwächst, Software, Konsumgüter und Produktionsmittel von beidem. Es gibt einen Trend zur Entwicklung von Multimedia-Beschleunigern. Multimedia-Beschleuniger - Software und Hardware, die die grundlegenden Fähigkeiten von Grafikbeschleunigern mit einer oder mehreren Multimediafunktionen kombiniert, für die normalerweise zusätzliche Geräte auf dem Computer installiert werden müssen. Zu den Multimedia-Funktionen betreffen digitale Filterung und Videoskalierung, digitale Hardware-Videokomprimierung/-abtastung, Beschleunigung von Grafikoperationen in Bezug auf dreidimensionale Grafiken (3D), Live-Videounterstützung auf dem Monitor, Composite-Videoausgabe, TV-Signal-(Fernseh-)Ausgabe an den Monitor. Grafikbeschleuniger repräsentiert auch Software- und Hardware-Tools zur Beschleunigung grafischer Operationen: Übertragen eines Datenblocks, Zeichnen eines Objekts und Unterstützung eines Hardware-Cursors. Es gibt eine Entwicklung von Mikroschaltkreisen, um die Leistung elektronischer Geräte zu erhöhen und ihre geometrischen Abmessungen zu minimieren. Chips, die als Komponenten einer Soundkarte fungieren, werden auf einem einzigen Chip in der Größe einer Streichholzschachtel kombiniert. Und dem sind keine Grenzen gesetzt.

Bis in die 90er. Mehr als 60 Softwarepakete mit Multimedia-Technologie wurden entwickelt. Gleichzeitig existierte der Standard nicht, und im selben Jahr schlugen Microsoft und IBM gleichzeitig zwei Standards vor. IBM schlug den Ultimedia-Standard vor und Microsoft schlug den MPC vor. Andere Fertigungsunternehmen begannen, Softwarepakete auf der Grundlage dieser Standards zu entwickeln. Derzeit wird der MPC-2-Standard verwendet, außerdem wurden Standards für CD-RQM-Laufwerke entwickelt, Sound Blaster - Soundkarten, MIDI-Schnittstelle - ein Standard zum Anschließen verschiedener Musiksynthesizer, DCI-Schnittstelle - eine Schnittstelle mit Anzeigetreibern, mit der Sie Videoinformationen im Vollbildmodus wiedergeben können, MCI-Schnittstelle - eine Schnittstelle zum Steuern verschiedener Multimediageräte, Standards für Grafikadapter. Apple hat mit FujiFilm zusammengearbeitet, um den branchenweit ersten Industriestandard, EEEP1394, für die Entwicklung des FireWire-Chipsatzes zu entwickeln, der es ermöglicht, viele Verbraucherprodukte, wie z. B. einen Camcorder, für den Einsatz in der Multimedia-Technologie digital zu verbinden.

Das Aufkommen von Multimediasystemen hat Bereiche wie Bildung, Computerausbildung, Wirtschaft und andere Bereiche der beruflichen Tätigkeit revolutioniert. Die Multimedia-Technologie hat die Voraussetzungen geschaffen, um den wachsenden Bedürfnissen der Gesellschaft gerecht zu werden. Es ermöglichte, den technozentrischen Ansatz (Industrieplanung hängt von der Prognose möglicher Technologien ab) durch den anthropozentrischen Ansatz (Industrie wird vom Markt angetrieben) zu ersetzen. Bietet die Möglichkeit, die individuellen Anforderungen des globalen Marktes dynamisch zu verfolgen, was sich im Trend zur Kleinserienfertigung widerspiegelt. Das Phänomen Multimedia demokratisiert die wissenschaftliche, künstlerische und industrielle Kreativität. Es waren die Technologien des Autors, zusammen mit den Netzwerktechnologien, die den Prozess der Informatisierung der Gesellschaft sicherstellten.

Derzeit sind Multimedia-Technologien ein sich schnell entwickelnder Bereich der Informationstechnologie. Eine beträchtliche Anzahl großer und kleiner Firmen, technischer Universitäten und Studios (insbesondere IBM, Apple, Motorola, Philips, Sony, Intel usw.) arbeiten aktiv in dieser Richtung. Die Einsatzgebiete sind äußerst vielfältig: interaktive Bildungs- und Informationssysteme, CAD, Entertainment etc.

Die wichtigsten charakteristischen Merkmale dieser Technologien sind:

Zusammenführung einer mehrkomponentigen Informationsumgebung (Text, Ton, Grafik, Foto, Video) in einer homogenen digitalen Repräsentation;

Gewährleistung einer zuverlässigen (kein Verziehen beim Kopieren) und langfristigen Aufbewahrung (Garantie Begriff Speicherung - mehrere zehn Jahre) großer Informationsmengen;

Leichtigkeit der Informationsverarbeitung (von Routine bis zu kreativen Operationen).

Die erreichte technologische Basis basiert auf der Verwendung des neuen optischen Medienstandards DVD (Digital Versalite/Video Disk), der eine Kapazität von wenigen und zig Gigabyte hat und alle bisherigen ersetzt: CD-ROM, Video-CD, CD -Audio. Die Verwendung von DVD ermöglichte die Umsetzung des Konzepts der Homogenität digitaler Informationen. Ein Gerät ersetzt Audioplayer, Videorecorder, CD-ROM, Laufwerk, Slider usw. Hinsichtlich der Darstellung von Informationen nähert sich das optische Medium DVD dem Niveau der virtuellen Realität an.

Es ist ratsam, eine Multikomponenten-Multimediaumgebung in drei Gruppen zu unterteilen: Audiosequenz, Videosequenz, Textinformationen.

Die Audiosequenz kann Sprache, Musik, Effekte (Geräusche wie Rauschen, Donner, Knarren usw.) enthalten, vereint durch die Bezeichnung WAVE (Welle). Das Hauptproblem bei der Verwendung dieser Multimedia-Gruppe ist die Informationskapazität. Eine Minute WAVE aufzunehmen Klang höchste Qualität etwa 10 MB Speicherplatz werden benötigt, sodass Sie mit einer Standard-CD-Größe (bis zu 640 MB) nicht mehr als eine Stunde WAVE aufnehmen können. Um dieses Problem zu lösen, werden Verfahren zur Komprimierung von Audioinformationen verwendet.

Eine andere Richtung ist die Verwendung von Klängen in einer Multiumgebung (einstimmige und mehrstimmige Musik, bis hin zu einem Orchester, Soundeffekten) MIDI (Musical Instrument Digitale Interface). In diesem Fall werden die Klänge von Musikinstrumenten, Soundeffekte durch programmgesteuerte elektronische Synthesizer synthetisiert. Die Korrektur und digitale Aufnahme von MIDI-Sounds erfolgt mit Musik-Editoren (Sequenzer-Programmen). Der Hauptvorteil von MIDI ist der geringe Speicherbedarf - 1 Minute MIDI-Sound benötigt durchschnittlich 10 kb.

Die Videosequenz zeichnet sich im Vergleich zur Audiosequenz durch eine größere Anzahl von Elementen aus. Ordnen Sie statische und dynamische Videosequenzen zu.

Statisches Filmmaterial umfasst Grafiken (Zeichnungen, Innenräume, Oberflächen, Symbole im Grafikmodus) und Fotos (Fotografien und gescannte Bilder).

Eine dynamische Videosequenz ist eine Folge statischer Elemente (Frames). Es lassen sich drei typische Gruppen unterscheiden:

Normales Video (Lebensvideo) - eine Folge von Fotos (ca. 24 Bilder pro Sekunde);

Quasi-Video - eine spärliche Folge von Fotos (6-12 Bilder pro Sekunde);

Animation - eine Folge gezeichneter Bilder. Das erste Problem bei der Umsetzung von Videosequenzen ist zu lösen

Bildschirmkapazität und Anzahl der Farben. Es gibt drei Bereiche:

Der VGA-Standard gibt eine Auflösung von 640 x 480 Pixel (Punkte) auf dem Bildschirm bei 16 Farben oder 320 x 200 Pixel bei 256 Farben;

Der SVGA-Standard (512 kb Videospeicher, 8 Bit/Pixel) ergibt eine Auflösung von 640 x 480 Pixel bei 256 Farben;

24-Bit-Videoadapter (2 MB Videospeicher, 24 Bit/Pixel) ermöglichen 16 Millionen Farben.

Das zweite Problem ist die Menge an Speicher. Bei statischen Bildern erfordert ein Vollbild die folgenden Speicherkapazitäten:

Im Modus 640 x 480, 16 Farben - 150 kb;

Im Modus 320 x 200, 256 Farben - 62,5 kb;

Im Modus 640 x 480, 256 Farben - 300 kb.

Solch erhebliche Volumina bei der Umsetzung von Audio- und Videosequenzen stellen hohe Anforderungen an das Speichermedium, den Videospeicher und die Informationsübertragungsrate. "

Beim Platzieren von Textinformationen auf einer CD-ROM gibt es aufgrund des großen Informationsvolumens einer optischen Platte keine Schwierigkeiten und Einschränkungen.

Die Hauptrichtungen der Verwendung von Multimedia-Technologien:

Elektronische Veröffentlichungen für Bildungs-, Unterhaltungszwecke usw.;

In der Telekommunikation mit einer Reihe möglicher Anwendungen vom Ansehen einer eigenen Fernsehsendung über die Auswahl des richtigen Buches bis hin zur Teilnahme an Multimedia-Konferenzen. Solche Entwicklungen werden Information Highway genannt;

Multimediale Informationssysteme („Multimediakioske“), die auf Wunsch des Benutzers visuelle Informationen bereitstellen.

In Hinsicht auf technische Mittel Der Markt umfasst sowohl voll ausgestattete Multimedia-Computer als auch separate Komponenten und Subsysteme (Multimedia Upgrade Kit), darunter Soundkarten, CD-Laufwerke, Joysticks, Mikrofone und akustische Systeme.

Für persönliche Computer Die IBM PC-Klasse genehmigte einen speziellen MPC-Standard, der die minimale Hardwarekonfiguration zum Abspielen von Multimedia-Produkten definiert. Für optische CD-ROMs wurde ein internationaler Standard (ISO 9660) entwickelt.

Wirtschaftswissenschaften - am Ende des Dokuments

Sie können sich beispielsweise mit der Definition des Begriffs "Hardwarebeschleunigung" vertraut machen. In diesem Artikel werden wir versuchen, diese Frage so kurz wie möglich und klarer für einen einfachen PC-Benutzer zu beantworten, und darüber hinaus werden wir dies tun Überlegen Sie, wie Sie es ausschalten können und in welchen Fällen es erforderlich sein kann.

Die Hardwarebeschleunigung ist eine Möglichkeit, die Geschwindigkeit eines bestimmten Computerprogramms und des Betriebssystems (OS) insgesamt zu erhöhen, basierend auf der Umverteilung der Last zwischen dem Prozessor (CPU) und der Grafikkarte. Diese. Video- und Grafikverarbeitungsaufgaben werden von der CPU auf die Grafikkarte verlagert, wodurch letztendlich nicht nur die Belastung des Prozessors leicht reduziert, sondern auch eine Leistungssteigerung, sowohl für eine einzelne Anwendung als auch für das gesamte System, erreicht werden kann zu den Ressourcen der Grafikkarte.

Es kommt vor, dass aufgrund verschiedener Fehler in Computerprogrammen, Grafikkartentreibern usw. das Vorhandensein von Beschleunigung den Betrieb des PCs beeinträchtigen und das System instabil machen kann, was zu Einfrieren, Abstürzen, Artefakten und anderen Problemen bei der Arbeit mit a führen kann Computer. In diesen Fällen, um Fehler zu beseitigen und die Stabilität zu gewährleisten, Hardware-Beschleunigung besser dran.

Betrachten Sie eine Möglichkeit, die Hardwarebeschleunigung am Beispiel eines Flash-Players zu deaktivieren.

Öffnen Sie in Ihrem Browser eine beliebige Webseite mit Flash-Animation oder Video mit Flash-Technologie, klicken Sie auf das Flash-Objekt Rechtsklick Maus (RMB) und wählen Sie in Kontextmenü Punkt "Parameter" (wie im Screenshot).

Das ist alles, also deaktivieren wir die Beschleunigung für Anwendungen.

Das Deaktivieren der Hardwarebeschleunigung auf Betriebssystemebene ist nicht immer möglich (optional abhängig vom Grafikkartentreiber) und selten, wenn ihre Anwesenheit Fehler oder Abstürze in Windows verursacht, z. B. in Windows 7.

Um die Hardwarebeschleunigung in Windows zu deaktivieren, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Desktop und wählen Sie Bildschirmauflösung.

  • 6. Lebenszyklus von Informationen. Informationssphäre. Negative Folgen der Einführung von Informationstechnologien
  • 6.1. Der Lebenszyklus von Informationen. Informationssphäre
  • 6.2. Negative Folgen der Einführung von Informationstechnologien
  • Allgemeine Schlussfolgerungen
  • Vorlesung 2 Klassifikation der Informationstechnologien
  • 1. Arten der Informationstechnologie
  • 1.3. Informationstechnologie der Informations- und Datenverarbeitung
  • 1.4. Technologische Operationen der Datenkontrolle
  • 1.6. Technologie zum Abrufen von Informationen
  • 1.7. Technologische Datenübertragungsvorgänge
  • 2. Die Wahl der Optionen für die Implementierung von Informationstechnologie
  • Allgemeine Schlussfolgerungen
  • Vorlesung 3 Einsatz von Informationstechnologien in verschiedenen Fachgebieten. Elektronische Dokumente, Bücher und Bibliotheken. Elektronisches Büro
  • 1. Arten von Informationstechnologien, die in verschiedenen Fachgebieten verwendet werden
  • 1.1. Informationstechnologie Management
  • 1.2. Informationstechnologie zur Entscheidungsunterstützung
  • 1.3. Objektorientierte Informationstechnologie
  • 1.4. Expertensysteme der Informationstechnologie
  • 1.5. Telekommunikationstechnologien
  • 1.6. Hypertext-Informationstechnologien
  • 1.7. Informationstechnologien des Fernunterrichts
  • 1.8. Multimediale Informationstechnologie
  • 2. Einsatz von Informationstechnologien in verschiedenen Fachgebieten
  • 3. Elektronische Dokumente, Bücher und Bibliotheken. Elektronisches Büro
  • 3.1. Elektronische Dokumente
  • 3.2. E-Books
  • 3.3. Digitale Bibliotheken
  • 3.4. Elektronisches Büro
  • Allgemeine Schlussfolgerungen
  • Vorlesung 4 Modelle der Prozesse der Übertragung, Verarbeitung, Akkumulation von Daten in Informationssystemen. Ein systematischer Ansatz zur Lösung funktionaler Probleme. Lebenszyklus von Informationsprodukten und -diensten
  • 1. Informationsmodell und Modellierung von Informationsprozessen
  • 2. Ein systematischer Ansatz zur Lösung funktionaler Probleme
  • 3. Lebenszyklus von Informationsprodukten und -diensten
  • 4. Lebenszyklus der Informationstechnologie
  • Allgemeine Schlussfolgerungen
  • Vorlesung 5 Informationssicherheit und Schutztechnologien
  • 1. Allgemeine Datenschutzbestimmungen
  • 2. Unbefugte Handlungen und Methoden zur Beeinflussung von Informationen, Gebäuden, Räumlichkeiten und Personen
  • 2.1. Die wichtigsten Arten und Ursachen von unbefugten Eingriffen in Informationen, Gebäude, Räumlichkeiten und Personen
  • 2.2. Viren
  • 2.3. Auswirkungen auf Informationen, Gebäude, Gelände, persönliche Sicherheit des Benutzers und Servicepersonals
  • 3. Mittel und Methoden zum Schutz von Informationen, Gebäuden, Räumlichkeiten und Personen darin
  • 3.1. Grundlegende Mittel und Methoden des Informationsschutzes
  • 3.2. Software und technische Schutzmittel
  • 3.2.2. Technische Schutzmittel
  • 3.2.3. Software, Hardware und physischer Schutz vor unbefugten Einflüssen
  • 4. Erhaltungs- und Schutzmaßnahmen
  • Allgemeine Schlussfolgerungen
  • Vorlesung 6 Klassifikation der Informationstechnologien nach Geltungsbereich. Verarbeitung von Text- und Zahleninformationen. Merkmale der Verarbeitung wirtschaftlicher und statistischer Informationen
  • 1. Klassifizierung von Informationstechnologien
  • 2. Anwendung der Informationstechnologie
  • 3. Methoden der Informationsverarbeitung
  • 3.1. Verarbeitung von Textinformationen
  • 3.2. Tabellarische Datenverarbeitung
  • 3.3. Verarbeitung von wirtschaftlichen und statistischen Informationen
  • Allgemeine Schlussfolgerungen
  • Vorlesung 7 Informationstechnologien zum Kopieren und Replizieren von Informationen. Bürogeräte und Druckgeräte
  • 1. Bürogeräte und Druckmittel zum Kopieren und Vervielfältigen von Informationen
  • 2. Methoden zum Kopieren und Replizieren von Informationen
  • 3. Kopierer
  • 4. Büroausstattung
  • Allgemeine Schlussfolgerungen
  • Vorlesung 8 Soft- und Hardware Informationstechnik
  • Komponenten von Software- und Hardware-Computereinrichtungen
  • 2. Informationstechnologie-Software
  • 3. Technische Mittel der Informationstechnologie
  • Wichtigste Schlussfolgerungen
  • Vorlesung 9 Technologien offener Systeme. Objektorientierte Informationstechnologien. Verteilte Datenverarbeitungssysteme. Funktional verteilte Informationstechnologien
  • 1. Offene Systeme
  • 2. Objektorientierte Informationstechnologien
  • 3. Verteilte Datenverarbeitungssysteme
  • 3.1. Verteilte Datenbanken
  • 3.2. Verteiltes Datenbankverwaltungssystem
  • Wichtigste Schlussfolgerungen
  • Vorlesung 10 Informationstechnologien des Endverbrauchers. Standards für Benutzeroberflächen. Kriterien für die Bewertung der Informationstechnologie
  • 1. Endbenutzer-Informationstechnologie
  • 2. Benutzeroberfläche
  • 3. Standards für Benutzerschnittstellen
  • 4. Bewertung der Informationstechnologie
  • Wichtigste Schlussfolgerungen
  • Vorlesung 11 Graphische Darstellung des technologischen Prozesses. Verarbeitung grafischer Informationen. Anwendung der Informationstechnologie am Arbeitsplatz des Benutzers
  • 1. Grafische Darstellung des technologischen Prozesses
  • 2. Verarbeitung grafischer Informationen
  • 3. Anwendung der Informationstechnologie am Arbeitsplatz des Benutzers
  • Wichtigste Schlussfolgerungen
  • Vorlesung 12 Hypertext Möglichkeiten zur Speicherung und Präsentation von Informationen. Informationsquellen des Internets
  • 1. Hypertext-Informationstechnologien
  • 2. Sprachen des Hypertext-Markups von Dokumenten
  • 3. Informationsquellen des Internets
  • Wichtigste Schlussfolgerungen
  • Vorlesung 13 Multimediale Technologien zur Verarbeitung und Präsentation von Informationen
  • 1. Multimedia-Technologien
  • 1.1. Audiovisuelle Mittel
  • 2. Projektionsausrüstung. Multimedia-Projektoren
  • 3. Medien
  • Wichtigste Schlussfolgerungen
  • Vorlesung 14 Automatisierte Informationssysteme. Expertensysteme
  • 1. Automatisierte Systeme
  • 2. Automatisierte Informationssysteme
  • 3. Automatisierung von Informationsprozessen
  • 4. Expertensysteme
  • Wichtigste Schlussfolgerungen
  • Vorlesung 15 Netzinformationstechnologien. Technologien für die Gruppenarbeit von Benutzern: Schwarzes Brett, Forum, E-Mail, Tele- und Videokonferenzen
  • 1. Netzwerkinformationstechnologien
  • 2. Technologien der Gruppenarbeit der Benutzer
  • 3. Internetdienste
  • Wichtigste Schlussfolgerungen
  • Vorlesung 16 Integration von Informationstechnologien. Unternehmensinformationssysteme. Technologien "Client-Server". Informationsspeicher. Elektronische Dokumentenverwaltungssysteme
  • 1. Integration der Informationstechnologie
  • 2. Unternehmensinformationssysteme
  • 3. Client-Server-Technologien
  • 4. Informationsspeicherung
  • 5. Elektronische Dokumentenverwaltungssysteme
  • 6. Technologien für den Fernunterricht
  • Wichtigste Schlussfolgerungen
  • Vorlesung 17 Geoinformation und globale Systeme. Informationstechnologien zur Verbreitung von Informationen. Urheberrechtliche Informationstechnologien
  • 1. Geoinformation und globale Systeme
  • 2. Informationstechnologie Verbreitung von Informationen
  • 3. Informationstechnologien zur Informationsübertragung. Verbindung
  • 4. Urheberrechtliche Informationstechnologien
  • Wichtigste Schlussfolgerungen
  • Vorlesung 8 Software und Hardware Informationstechnologie

    Grundlegendes Konzept:

      Hardware, Software und Brainware;

      Programm- und Systemsoftware;

      Betriebssystem, Dienstprogramme und Treiber;

      Instrumentelle und angewandte Software;

      Integrierte Pakete oder Anwendungspakete;

      Klassifikation von computertechnischen Mitteln der Informationstechnologien;

      Rechnerarchitektur;

      SOHO- und SMB-Systeme.

    Komponenten von Software- und Hardware-Computereinrichtungen

    Normalerweise werden die folgenden Begriffe verwendet, um sich auf die Hauptkomponenten von Software- und Hardware-Computertools zu beziehen:

    Software- eine Reihe von Programmen, die in einem Computer oder in Softwaretools verwendet werden, die vorgegebene, klar definierte Folgen von arithmetischen, logischen und anderen Operationen darstellen.

    Hardwaretechnische Geräte Computer ("Hardware") oder Hardware, die hauptsächlich unter Verwendung elektronischer und elektromechanischer Elemente und Geräte hergestellt wird.

    Brainware- Kenntnisse und Fähigkeiten, die für die kompetente Arbeit am Computer erforderlich sind (Computerkultur und -kompetenz).

    Die Arbeit von Computern, allen Computergeräten, wird durch verschiedene Arten von Programmen gesteuert. Ohne Programme ist jeder Computer nicht mehr als ein Haufen Eisen. Ein Computerprogramm (engl. „Program“) ist normalerweise eine Abfolge von Operationen, die von einem Computer ausgeführt werden, um eine Aufgabe zu erfüllen. Beispielsweise könnte es sich um ein Textbearbeitungs- oder Zeichenprogramm handeln.

    2. Informationstechnologie-Software

    Software (Software)- Das Software Informationstechnologien. Sie implizieren die Erstellung und Verwendung von Computerprogrammen für verschiedene Zwecke und ermöglichen technische Mittel, um Operationen mit maschinenlesbaren Informationen durchzuführen.

    Computerprogramme werden wie alle anderen maschinenlesbaren Informationen in Dateien gespeichert. Programme werden von Programmierern in speziellen höheren maschinellen algorithmischen Sprachen (Basic, Fortran, Pascal, C usw.) geschrieben (kompiliert, erstellt). Gutes Programm enthält: klar definierte und ausgetestete Funktionen, bequeme Interaktionsmöglichkeiten mit dem Benutzer (Schnittstelle), Bedienungsanleitung, Lizenz und Garantie, Verpackung. Programme für Benutzer können kostenpflichtig, Shareware, kostenlos usw. sein.

    Es gibt Softwareklassifikationen nach Zweck, Funktionen, zu lösenden Aufgaben und anderen Parametern.

    Nach Vereinbarung Und Funktionen ausgeführt Es gibt drei Haupttypen von Software, die in der Informationstechnologie verwendet werden:

    Reis. 8.1. Softwarestruktur nach Zweck und Funktionsmerkmal.

    Allgemeine Systemsoftware - Dies ist eine Reihe von Programmen zur allgemeinen Verwendung, die der Verwaltung von Computerressourcen (Zentralprozessor, Speicher, Input-Output) dienen, die den Betrieb eines Computers und von Computernetzwerken gewährleisten. Es wurde entwickelt, um den Betrieb von Computern zu steuern, individuelle Servicefunktionen auszuführen und zu programmieren. Allgemeine Systemsoftware umfasst: Basis, Programmiersprachen und Service.

    Basissoftware umfasst: Betriebssysteme, Betriebssysteme und Netzwerkbetriebssysteme.

    Operationssystem(OS) ist eine Reihe von zusammenhängenden Programmen, die zur Automatisierung der Planung und Organisation des Prozesses der Verarbeitung von Programmen, der Eingabe-Ausgabe und Datenverwaltung, der Ressourcenzuweisung, der Vorbereitung und des Debuggens von Programmen und anderer Hilfsprogramme entwickelt wurden.

    Das Betriebssystem startet den Computer, überwacht den Betrieb von lokalen und Netzwerkcomputern, plant mit ihrer Hilfe die Lösung von Aufgaben, überwacht ihre Ausführung, verwaltet die Dateneingabe und -ausgabe usw.

    Der Hauptgrund für die Notwendigkeit eines Betriebssystems besteht darin, dass elementare Operationen für die Arbeit mit Computergeräten und die Verwaltung ihrer Ressourcen Operationen auf sehr niedriger Ebene sind. Die von den Benutzer- und Anwendungsprogrammen geforderten Aktionen bestehen aus mehreren hundert oder tausend solcher elementarer Operationen. Um beispielsweise einen Dateikopiervorgang durchzuführen, müssen Tausende von Operationen ausgeführt werden, um Laufwerksbefehle auszuführen, ihre Ausführung zu überprüfen, Informationen in den Dateizuordnungstabellen auf Festplatten zu suchen und zu verarbeiten usw. Das Betriebssystem verbirgt diese Details vor dem Benutzer und führt diese Verfahren durch.

    Es gibt Einzelprogramm-, Mehrprogramm- (Multitasking), Einzel- und Mehrbenutzer-, Netzwerk- und Nicht-Netzwerk-Betriebssysteme.

    Netzwerk-Betriebssystem- eine Reihe von Programmen, die die Verarbeitung, Übertragung und Speicherung von Daten im Netzwerk ermöglichen; Zugriff auf alle seine Ressourcen, Verteilung und Umverteilung verschiedener Netzwerkressourcen.

    Betriebsschale- Dies ist ein Software-Add-on zum Betriebssystem; ein spezielles Programm, das die Arbeit und Kommunikation von Benutzern mit dem Betriebssystem (Norton Commander, FAR, Windows Commander, Explorer usw.) erleichtern soll. Sie verwandeln eine umständliche Befehlszeilen-Benutzeroberfläche in eine benutzerfreundliche grafische oder menüartige Oberfläche. Shells bieten dem Benutzer einen bequemen Dateizugriff und umfangreiche Dienste.

    Programmiersprachen sind spezielle Befehle, Operatoren und andere Werkzeuge, die zum Schreiben und Debuggen von Programmen verwendet werden. Dazu gehören eigentliche Sprachen und Programmierregeln, Übersetzer, Compiler, Linker, Debugger usw.

    Programm-Debugging(Englisch " Debuggen“) ist der Prozess des Erkennens und Korrigierens von Fehlern in Computer Programm; die Phase der Computerproblemlösung, in der offensichtliche Fehler im Programm beseitigt werden. Es wird gemäß den Ergebnissen durchgeführt, die beim Testen eines Computerprogramms erzielt wurden, und wird mit speziellen Softwaretools - Debuggern - durchgeführt.

    Debugger(Englisch " Debugger“) ist ein Programm, mit dem Sie das interne Verhalten des zu entwickelnden Programms untersuchen können. Bietet eine schrittweise Programmausführung mit Stopp nach jeder Anweisung, Anzeigen des aktuellen Werts einer Variablen, Suchen des Werts eines beliebigen Ausdrucks usw.

    Übersetzer sind Programme, die eine Übersetzung von einer Programmiersprache in die Maschinensprache von Computern bereitstellen.

    Serviceweit VON für OS enthält Treiber und Dienstprogramme. Treiber- Dies sind spezielle Betriebssystemdateien, die seine Funktionen erweitern und in seiner Zusammensetzung enthalten sind, um Betriebssystemeinstellungen für die Verwendung verschiedener E / A-Geräte zu organisieren, regionale Parameter (Sprachen, Zeitformate, Daten und Zahlen) usw. festzulegen. Mithilfe von Treibern können Sie neue externe Geräte an Ihren Computer anschließen oder vorhandene Geräte auf nicht standardmäßige Weise verwenden.

    Dienstprogramme- Das nützliche Programme, die die Fähigkeiten des Betriebssystems ergänzen und erweitern. Einige von ihnen können separat vom Betriebssystem existieren. Diese Klasse von Programmen umfasst Archivierer, Sicherungsprogramme usw.

    Darüber hinaus umfasst dienstweite Systemsoftware Test- und Diagnoseprogramme, Programme Virenschutz und Netzwerkpflege.

    Test- und Diagnoseprogramme dienen dazu, die Leistung einzelner Computerknoten, den Betrieb von Programmen zu überprüfen und während des Tests festgestellte Fehler zu beseitigen.

    Antivirus-Programme Wird verwendet, um Virenprogramme zu diagnostizieren, zu erkennen und zu beseitigen, die den normalen Betrieb eines Computersystems stören.

    Tool-Software oder Software-Tools(IPO) sind Halbfertigprodukte oder Konstrukteure, die im Zuge der Entwicklung, Anpassung oder Weiterentwicklung anderer Programme verwendet werden. Sie ermöglichen es Ihnen, verschiedene Anwendungsbenutzerprogramme zu erstellen. IPO umfasst: DBMS, Editoren, Debugger, Hilfssystemprogramme, Grafikpakete, Entwickler von Bildungs-, Spiel-, Test- und anderen Programmen. Sie sind absichtlich nahe an Programmiersystemen angesiedelt.

    Anwendungssoftware (PPO) bzw Anwendungssoftware verwendet, um bestimmte Probleme zu lösen. Diese Programme helfen Benutzern, die Aufgaben zu erledigen, die sie auf ihren Computern benötigen. Manchmal werden solche Programme Anwendungen genannt.

    PPO ist problemorientierter Natur. Es besteht normalerweise aus zwei Komponenten: Benutzer- und problematische Anwendungssoftware.

    ZU Benutzersoftware Dazu gehören: Text-, Tabellenkalkulations- und Grafikeditoren und andere ähnliche Programme, z. B. Bildungs- und Freizeitprogramme.

    Ein Satz von mehreren Benutzerprogrammen, die sich funktional ergänzen und eine einzige Informationstechnologie unterstützen, wird als bezeichnet Anwendungssoftwarepaket integriertes Softwarepaket oder integrierte Software. Softwarepakete führen Funktionen aus, für die zuvor spezialisierte Programme erstellt wurden. Nehmen wir als Beispiel PPP Microsoft Office, dazu gehören: Text- und Tabellenkalkulationsprogramm, Access DBMS, Power Point und andere Programme.

    Problemsoftware- Dies ist eine spezialisierte Software, z. B. Buchhaltungsprogramme, Programme im Versicherungsbereich usw.

    Zusätzlich zu den aufgeführten beachten wir die folgenden Anwendungsprogramme: Bildung, Training und Simulatoren, Multimedia, Unterhaltung, inkl. Computerspiele, Nachschlagewerke (Enzyklopädien, Wörterbücher und Nachschlagewerke) usw.

    Alle Computerprogramme laufen auf allen technischen Mitteln der Informationstechnologie.

    Bereitstellen maximale Performance und korrekter Betrieb verwenden Hard- und Software, die eng miteinander verbunden sind und eindeutig in unterschiedliche Richtungen interagieren. Lassen Sie uns nun auf die Betrachtung der Hardware eingehen, da sie zunächst eine dominierende Position bei der Sicherstellung der Leistung eines Computers oder sogar eines mobilen Systems einnimmt.

    Systemhardware: Allgemeine Klassifizierung

    Womit haben wir es also zu tun? Tatsächlich ist die komplexe Hardware jedem und jedem geläufig. Tatsächlich nennen es viele Benutzer Computerhardware. In der Tat ist Hardware genau die „Hardware“ und nicht die Softwarekomponenten von irgendetwas Computersystem. In der einfachsten Version der Klassifizierung werden sie in interne und externe unterteilt.

    Darüber hinaus lassen sich in dieser Unterteilung drei wesentliche und sinnvollste Geräteklassen unterscheiden:

    • Eingabegeräte;
    • Ausgabegeräte;
    • Informationsspeichergeräte.

    Natürlich lohnt es sich, die Hauptelemente von Computersystemen wie Motherboard, Prozessor usw. gesondert zu erwähnen, die in keiner der oben genannten Klassen enthalten sind und Grundelemente sind, ohne die kein Computer einfach funktionieren wird.

    Grundelemente eines Computers

    Bei der Beschreibung der Hardware eines Computers lohnt es sich, mit dem wichtigsten Element zu beginnen - dem Motherboard, auf dem sich alle internen Elemente befinden. Und externe Geräte werden aufgrund der Verwendung verschiedener Anschlüsse und Steckplätze daran angeschlossen.

    Heutzutage gibt es eine ganze Reihe von "Motherboards" und deren Herstellern. Solche Platinen für Desktop-Computer und Laptops können sich zwar in Form und Anordnung einzelner Elemente unterscheiden. Das Wesen ihrer Anwendung in Computersystemen ändert sich jedoch nicht.

    Das zweitwichtigste Element ist Zentralprozessor, die für die Geschwindigkeit verantwortlich ist. Eines der Hauptmerkmale ist Taktfrequenz, ausgedrückt in Mega- oder Gigahertz, oder einfacher ein Wert, der angibt, wie viele elementare Operationen ein Prozessor in einer Sekunde ausführen kann. Es ist leicht zu erraten, dass die Geschwindigkeit nichts anderes ist als das Verhältnis der Anzahl der Operationen zur Anzahl der Zyklen, die erforderlich sind, um eine elementare Operation auszuführen (zu berechnen).

    Computerhardware ist ohne Arbeitsspeicher undenkbar Festplatte im Zusammenhang mit Speichergeräten. Sie werden etwas später besprochen.

    Firmware und Hardware

    Moderne Computer verwenden auch Hybridgeräte, wie z. B. nichtflüchtige ROM- oder CMOS-Festwertspeicher, die die Grundlage des grundlegenden Eingabe- / Ausgabesystems namens BIOS bilden.

    Darin befindet sich nicht nur ein „eiserner“ Chip Hauptplatine. Es verfügt über eine eigene Firmware, mit der nicht nur unveränderliche Daten gespeichert, sondern auch interne Komponenten beim Einschalten des Computers getestet werden können. Wahrscheinlich ist vielen Besitzern von stationären PCs aufgefallen, dass in dem Moment, in dem sie eingeschaltet werden, das Signal des Systemlautsprechers zu hören ist. Dies zeigt nur an, dass die Geräteprüfung erfolgreich war.

    Eingabewerkzeuge

    Kommen wir nun zu den Eingabegeräten. An dieser Moment Es gibt viele ihrer Varianten, und nach der Entwicklung der IT-Technologien zu urteilen, wird es bald noch mehr davon geben. Dennoch werden die folgenden in dieser Liste als grundlegend angesehen:

    • Klaviatur;
    • Maus (Trackpad für Laptops);
    • Joystick;
    • Digitalkamera;
    • Mikrofon;
    • externer Scanner.

    Jedes dieser Geräte ermöglicht es Ihnen, eine andere Art von Informationen einzugeben. Beispielsweise werden Grafiken mit einem Scanner eingegeben, ein Videobild wird mit einer Kamera eingegeben, Text wird mit der Tastatur eingegeben usw. Aber sowohl die Maus als auch das Trackpad sind neben allem auch Controller (Manipulatoren).

    Wie bei der Tastatur werden die Steuerfunktionen darin durch Tasten oder deren Kombinationen verwendet. Gleichzeitig können Sie auch auf bestimmte Funktionen, Parameter und Befehle von Betriebssystemen oder anderer Software zugreifen.

    Informationsausgabe bedeutet

    Hardware ist ohne Ausgabegeräte nicht vorstellbar. Die Standardliste enthält Folgendes:

    • Monitor;
    • Drucker;
    • Plotter;
    • Ton- und Videosystem;
    • Multimedia-Projektor.

    Hier ist der Hauptbildschirm ein Computermonitor oder ein Laptopbildschirm. Denn klar ist, dass bei modernen Methoden der objektorientierten Programmierung die Interaktion mit dem Benutzer vollzogen wird GUI, obwohl diese Situation gleichermaßen auf Systeme anwendbar ist, in denen eine Befehlseingabe erwartet wird. In jedem Fall sollte der Benutzer sehen, was auf dem Bildschirm angezeigt wird.

    Was den Rest der Elemente betrifft, so sind sie wünschenswert, wenn auch nicht obligatorisch (na ja, vielleicht Grafikadapter, ohne welches moderne Systeme kann funktionieren oder nicht).

    Mittel zur Informationsspeicherung

    Schließlich sind Informationsspeichergeräte eine der wichtigsten Klassen. Ihre Anwesenheit, ob interne Komponenten oder externe Medien, einfach ein Muss. Diese Klasse umfasst die folgenden Sorten:

    • Festplatte (Festplatte);
    • Rom;
    • Cache-Speicher;
    • externe Laufwerke (Disketten, USB-Geräte).

    Teilweise gehört dazu auch ein BIOS mit CMOS-Speicher, allerdings handelt es sich, wie oben erwähnt, eher um Hybridgeräte, die sich gleichermaßen in verschiedene Kategorien einordnen lassen.

    Den Hauptplatz nehmen hier natürlich Festplatten und "RAM" ein. Festplatte- Dies ist ein Hardware-Informationstool (oder vielmehr ein Mittel, es zu speichern), da es dauerhaft darauf und im RAM gespeichert wird - vorübergehend (wenn Programme gestartet oder ausgeführt werden, Inhalte kopiert werden usw.).

    Wenn Sie den Computer ausschalten, wird der Arbeitsspeicher automatisch gelöscht, aber die Informationen von der Festplatte verschwinden nicht. Im Prinzip konkurrieren sie jetzt mit der Festplatte und Wechselmedien wie USB-Geräte mit hoher Kapazität, aber Disketten und optische Discs geraten in Vergessenheit, und sei es nur wegen ihrer geringen Kapazität und der Möglichkeit physischer Beschädigungen.

    Kommunikationsgeräte

    Eine optionale Klasse, obwohl sie in der modernen Welt sehr beliebt ist, kann auch als Geräte bezeichnet werden, die für die Bereitstellung der Kommunikation sowohl zwischen einzelnen direkt verbundenen Computerterminals als auch in Netzwerken (oder sogar auf der Ebene des Internetzugangs) verantwortlich sind. Hier sind die wichtigsten Geräte:

    • Netzwerkadapter;
    • Router (Modems, Router usw.).

    Wie bereits klar ist, kann man bei der Organisation von Netzwerken (fest oder virtuell) bei der Bereitstellung des Zugangs zum World Wide Web nicht auf sie verzichten. Aber nur wenige wissen heute, dass beispielsweise zwei Computer direkt per Kabel verbunden werden können, wie es vor zwanzig Jahren der Fall war. Das sieht natürlich etwas unpraktisch aus, jedoch sollten Sie diese Möglichkeit nicht vergessen, gerade wenn Sie große Mengen an Informationen kopieren müssen und kein geeignetes Medium zur Hand ist.

    Sicherheits- und Datenschutzgeräte

    Nun zu einem weiteren Gerätetyp. Das sind Hardware-Schutz-Tools, zu denen zum Beispiel „eiserne“ Firewalls, auch Firewalls genannt (Firewall aus dem Englischen – „Wall of Fire“) gehören.

    Aus irgendeinem Grund sind die meisten Benutzer heute daran gewöhnt, dass die Firewall (auch bekannt als Firewall) ausschließlich vorhanden ist. Bei der Organisation von Netzwerken mit erhöhtem Sicherheitsniveau ist der Einsatz solcher Komponenten nicht nur wünschenswert, sondern manchmal sogar einfach notwendig. Stimme zu, weil Softwareteil kommt seinen Funktionen nicht immer nach und reagiert möglicherweise nicht rechtzeitig auf Eingriffe in den Betrieb des Netzwerks von außen, ganz zu schweigen vom Zugriff auf die darauf gespeicherten Daten Festplatte Computer oder Server.

    Zusammenspiel von Software und Hardware

    Also haben wir kurz die Hardware überprüft. Nun ein paar Worte dazu, wie sie mit Softwareprodukten interagieren.

    Stimmen Sie zu, die Betriebssysteme, die dem Benutzer Zugriff auf die Rechenleistung eines PCs bieten, haben ihre eigenen Anforderungen. Moderne "Betriebssysteme" verschlingen so viele Ressourcen, dass sie mit veralteten Prozessoren, denen es an Rechenleistung mangelt, oder mangels ausreichendem Arbeitsspeicher einfach nicht funktionieren. Das gilt übrigens auch für modern Anwendungsprogramme. Und natürlich ist dies bei weitem nicht das einzige Beispiel für eine solche Interaktion.

    Abschluss

    Abschließend sei gesagt, dass die Hardware moderner Rechner wurde ganz kurz betrachtet, aber es ist möglich, Rückschlüsse auf die Klassifizierung der Hauptelemente des Systems zu ziehen. Darüber hinaus ist es erwähnenswert, dass Computertechnologie entwickelt, was auch dazu führt, dass es immer mehr externe und interne Geräte unterschiedlicher Art gibt (z. B. virtuelle Helme). Aber was die Grundkonfiguration betrifft, so sind hier die wichtigsten Komponenten gegeben, ohne die heute kein Computersystem existieren kann. Mobile Geräte wurden hier jedoch aus naheliegenden Gründen nicht berücksichtigt, da sich ihr Gerät etwas von Computerterminals unterscheidet, obwohl sie einiges gemeinsam haben.

    Der Artikel diskutiert Hardware- und Software-Tools für die Entwicklung und das Debugging von funkelektronischen Geräten, die auf der Basis von Mikrocontrollern von Renesas Technology aufgebaut sind.

    Eine große Auswahl an erstklassigen Hardware- und Softwaretools erleichtert das Schreiben und Debuggen Programmcode Geräte und Systeme effizient und einfach.

    Zu diesen Tools gehören (Abb. 1) Evaluierungskits, Softwareentwicklungs- und Debugging-Umgebung, eine Reihe von Softwaretools (Compiler, Linker, Optimierer, Assembler, Formatkonverter, Standardbibliotheken usw.), Debugger-Simulator, Konfigurator für Peripheriemodule, Emulatoren - Debugger verschiedener Ebenen, einschließlich Echtzeit, Systemplattformen, Echtzeitbetriebssysteme, Programmierer.

    Reis. 1. Ein Beispiel für den Software- und Hardwarekomplex eines Entwicklers, einschließlich eines Full-Speed-Emulators

    Software

    Das zentrale Bindeglied in der Entwicklung von Software für Mikrocontroller ist der High Performance Embedded Workshop – HEW (Bild 2) – eine hocheffiziente Software-Entwicklungsumgebung, die universell für alle Mikrocontroller von Renesas Technology ist. Es handelt sich um eine grafische Software-Entwicklungsumgebung mit einem C/C++-Compilerpaket, das über eine typische Schnittstelle für Programme dieser Art verfügt. Alle Schnittstellenelemente der HEW-Umgebung, wie z. B. verschiedene Fenstermenüs, Symbolleisten, Statusleisten, zugehörige Fenster und kontextabhängige lokale Menüs, zielen darauf ab, die Erstellung und Verwaltung von Endprodukt-Softwareprojekten zu vereinfachen.

    Die HEW-Softwareentwicklungsumgebung bietet die folgenden Funktionen:

    • Erstellen und Bearbeiten eines Projekts
    • Grafische Konfiguration von Compiler-Utilities
    • Projekt baut
    • Debuggen
    • Versionskontrolle.

    HEW verfügt über einen fortschrittlichen integrierten Simulator, mit dem Sie Ihren Anwendungscode debuggen können, selbst wenn Sie nicht über die richtige Hardware verfügen. Darüber hinaus ermöglicht Ihnen die Zusammenstellung von C/C++-Compiler-Tools, die mit der HEW-Umgebung verbunden sind, das Generieren von Code, der für Ausführungsgeschwindigkeit und/oder Speicherbedarf optimiert ist.

    Einheitliche Oberfläche - vielfältige Funktionen. Sie können schnell die leistungsstarken Tools erlernen, die zum Erstellen eines Programms erforderlich sind. Dabei spielt nicht zuletzt die komfortable Verwaltung dieser Tools eine Rolle.


    Reis. 2. Schnittstelle der HEW-Entwicklungsumgebung

    Darüber hinaus wird die Arbeitseffizienz durch die Verwendung einer einheitlichen Oberfläche mit dem gleichen Erscheinungsbild für alle Mikrocontroller und Mikroprozessoren von Renesas gesteigert. Darüber hinaus kann die Schnittstelle so konfiguriert werden, dass sie eine Umgebung bildet, die für die Entwicklung einer bestimmten Anwendung am bequemsten ist.

    "Wizards" erleichtern die ersten Schritte. Das Vorhandensein von "Assistenten" des Projektgenerators (Abb. 3), der Teil der HEW-Umgebung ist, vereinfacht das Schreiben eines Programms. Der Entwickler kann sie verwenden, um die Konfiguration festzulegen, Debugging-Objekte auszuwählen und Startcode zu erstellen.


    Reis. 3. Vorlagen und "Wizards" von Projekten, die die Generierung von optimalem Code vereinfachen

    Neue Funktionen zur Optimierung des Programmcodes. Der eingebaute Simulator/Debugger verfügt über spezielle Funktionen und Fenster zur Untersuchung des beim Kompilieren erhaltenen Programmcodes:

    • Code-Profiling-Fenster (ermöglicht Ihnen, statistische Informationen in Text- und Grafikform anzuzeigen)
    • Fähigkeit zur Leistungsanalyse
    • Fenster zur Quellcode-Nutzungsanalyse.

    Zusätzliche Analysewerkzeuge zum besseren Verständnis der Funktionsweise und Struktur des Programms:

    • Stapel-Parser
    • ein Programm zum Anzeigen des Codes und der Datenverteilungsdatei (*.map), die vom Linker generiert wurden.

    Tools zum Generieren von optimiertem C/C++-Code. Die Renesas-Tools (Compiler, Assembler und Linker) sind vollständig kompatibel mit der C++-Sprachspezifikation und abwärtskompatibel mit der Sprache C. Sie implementieren Erweiterungen, die eine vollständige Steuerung des eingebetteten Systems unter Verwendung der Sprache C selbst ohne die Verwendung von Assembler-Einfügungen ermöglichen . Zu diesen Erweiterungen gehören:

    • Unterbrechungsroutinen
    • bedingte Registeroperationen
    • Schlafbefehl
    • Pseudofunktionen zum Aufrufen verschiedener Befehle, zum Beispiel Befehle zum Multiplizieren mit Akkumulieren oder Befehle zum Addieren und Subtrahieren von Dezimalzahlen
    • Verwaltung der Optimierung von Funktionsaufrufen und Adressierung gemäß den Fähigkeiten der Gerätearchitektur und des Befehlssystems.

    Der optimierende Linker generiert Code, der nur die verwendeten Blöcke enthält, und führt eine globale Optimierung der gesamten Anwendung durch.

    Kostenlose Demoversion des HEW-Pakets. Die flexible Lizenzpolitik von Renesas für seine Produkte bedeutet, dass Sie eine kostenlose Demoversion des HEW-Compilerpakets herunterladen und 60 Tage lang uneingeschränkt nutzen können. Diese Funktion ist sehr nützlich, um die Effizienz des kompilierten optimierten Codes und die Leistung der Architektur zu testen. Nach diesem Zeitraum ist die Größe des generierten Codes auf 64 kb begrenzt, was uns jedoch nicht daran hindert, die Architektur von Mikrocontrollern zu erkunden oder damit zu experimentieren Peripheriegeräte. Die Demoversion der HEW-Umgebung unterscheidet sich von Vollversion nur durch Begrenzung der Größe des kompilierten Codes. Daher ist es möglich, einen vollwertigen Code für Geräte zu generieren, die auf Basis niedrigerer Modelle von Mikrocontrollern (mit weniger als 64 kB ROM) gebaut wurden.

    Integrierte Debugging-Tools für HEW-Pakete. Unterstützung für das Debuggen von modularen Objekten wird direkt von der HEW-Umgebung bereitgestellt, sodass Sie Ihre Anwendung erstellen und debuggen können, ohne die Umgebung zu verlassen. Der "Wizard" der Debug-Session ermöglicht es Ihnen, die folgenden Debugging-Objekte zur Arbeitsumgebung hinzuzufügen:

    • Simulator
    • In-Circuit-Emulatoren (E6000-Serie)
    • JTAG$-Emulatoren (E10A, E8)
    • Evaluierungsboards mit residentem Monitor.

    Flash-Entwicklungs-Toolkit (FDT) Renesas ist ein benutzerfreundliches Flash-Programmierprogramm für die Mikrocontroller der H8-Familie. Sie können damit Projekte erstellen, die mehrere Dateien mit s$records in einem bootfähigen Image kombinieren, sowie Verbindungsparameter speichern, um die Verwaltung des Geräteprogrammierungsprozesses zu vereinfachen.

    FDT unterstützt:

    • direkter USB-Anschluss von Geräten mit USB-Boot-Modus
    • serielle Kommunikation mit Geschwindigkeiten bis zu 115200 Baud
    • Hex-Bild-Editor
    • Ausgabe einer Vielzahl von Nachrichten, die bei der Arbeit an einem Projekt hilfreich sind
    • Hardware.

    Hardware ist in verschiedenen erhältlich Preiskategorien, beginnend mit günstigen Debug-Kits und RSK-Starter-Kits (Renesas Starter Kit).

    Debugging-Kits. Testkits und RSK-Kits (Abbildung 4) sind eine kostengünstige Hardwareoption zur Bewertung der Leistung von Mikrocontrollern. Jedes Kit enthält ein zusammengebautes Steckbrett und eine CD mit folgenden Inhalten:

    • Testversion des HEW-Pakets, C/C++-Sprachcompiler und ein Debugger-residenter Monitor-Linker
    • Dienstprogramm Flash Development Toolkit (FDT).


    Reis. 4. RSK Einstiegskit

    Die CD enthält auch eine Schnellstartanleitung, die den Softwareinstallationsprozess detailliert beschreibt, sowie eine vollständige Dokumentation mit Bildungsprojekte und pädagogisch Softwaremodul"Projektgenerator" für die HEW-Umgebung.

    E8 und E10A-USB In-Circuit-Emulatoren. Die E8- und E10A$USB-Emulatoren (Abb. 5 bzw. 6) sind für den Anschluss an die JTAG-Debug-Schnittstelle ausgelegt. Diese kostengünstigen Geräte bieten Echtzeit-Debugging unter Verwendung der spezialisierten Ressourcen des Mikrocontrollers, der Teil des zu debuggenden Geräts ist. Die Emulatoren sind über eine Schnittstelle mit dem Anwendersystem verbunden, das sowohl für dessen Debugging als auch für die Programmierung des auf dem Chip des Mikrocontrollers befindlichen Flash-Speichers genutzt werden kann.


    Reis. 5. E8 Debugger-Emulator


    Reis. 6. Emulator-Debugger E10A-USB

    Die E8- und E10A-USB-Emulatoren verwenden eine Plug-and-Play-USB-2.0-Schnittstelle, wodurch sie einfach an jeden PC oder Laptop mit USB-Schnittstelle angeschlossen werden können.

    Die Hauptmerkmale von Emulatoren:

    • bis zu 255 Software-Haltepunkte
    • ein Hardware-Haltepunkt für Adresse und Datenwert
    • Speichern von Informationen über die letzten 4 Übergänge
    • interne Flash-Programmierung
    • integrierte Debugging-Unterstützung in der HEW-Umgebung.

    E6000 In-Circuit-Emulator. Die Renesas E6000-Tool-Serie enthält eine Vielzahl fortschrittlicher In-Circuit-Echtzeit-Emulatoren, die jeweils eine der Prozessorfamilien unterstützen. Diese Emulatoren können in einem vollständig eigenständigen Modus für die Softwareentwicklung und das Debugging verwendet werden oder, indem sie mit einem speziellen Kabel an das zu entwickelnde Gerät angeschlossen werden, für das Hardwaredebugging. Diese leistungsstarken Debugging-Tools bieten:

    • Echtzeit-Mikrocontroller-Emulation ohne Warteschleifen oder Programmablaufänderungen
    • 1 MB bis 4 MB Emulationsspeicher, der dem Adressraum des Zielprozessors zugeordnet werden kann
    • 256 Haltepunkte
    • das Vorhandensein eines Ablaufverfolgungspuffers mit einer Größe von bis zu 32.000 Maschinenzyklen, dessen Schreiben gestoppt werden kann und dessen Inhalt während der Programmausführung gelesen werden kann
    • Filtern von in den Ablaufverfolgungspuffer eingegebenen Ereignissen unter Verwendung des komplexen Ereignissystems
    • Filterung von bereits in den Trace-Puffer eingetragenen Ereignissen mit Suchfunktion
    • automatische Verfolgung der Versorgungsspannung des zu debuggenden Geräts, um eine Fehlfunktion des Emulators zu verhindern, wenn der Versorgungsspannungspegel des Geräts vom zulässigen Wert abweicht
    • große Auswahl an Taktquellen für Zielgeräte
    • integrierte Debugging-Unterstützung in der HEW-Umgebung.

    Abschluss

    Die SuperH-Architektur wird nicht nur von globalen Herstellern elektronischer Geräte nachgefragt, sondern ist in einigen Bereichen zum De-facto-Standard geworden.

    Insbesondere ICs der SH-Mobile-Familie werden in mehr als 200 Modellen verwendet Mobiltelefone, und auf der Basis von ICs mit dem SH-4- und SH-4A-Kern werden die meisten Autonavigationssysteme gebaut. Genau wie die älteren Familien werden SH-2 und SH-2A aktiv verwendet verschiedene Geräte und Systeme wie z Haushaltsgeräte, Lüftungs- und Klimaanlagen usw. Mit dem Aufkommen kostengünstiger Mikroschaltkreise der SH-Tiny-Familie hat das Interesse an der SuperH-Familie als Ganzes zugenommen. Hohe Leistung, optimale Speichergröße, hervorragende Peripheriegeräte und fortschrittliche Kommunikationsfähigkeiten machen diese Mikrocontroller nicht nur in Haushaltssystemen und Bürogeräten, sondern auch in industriellen Systemen zur Verwaltung von Produktionsprozessen unverzichtbar. Ein spezialisierter Satz von Kommunikationsperipheriegeräten ermöglicht den Einsatz von Chips mit der SuperH-Architektur in drahtgebundenen Kommunikationssystemen, beispielsweise in der Telefonie und in lokalen Computernetzwerken.

    Literatur

    1. High-Performance Embedded Workshop User's Manual.- Renesas, Januar 2004.
    2. Renesas Starter Kit Benutzerhandbuch - Renesas, Februar 2006.


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