Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Исследование экономических операций

Программным обеспечением принято называть набор различных программ, предназначенных для определенного микропроцессора, как, впрочем, и для любого компьютера или ЭВМ. Программы, разрабо­танные и используемые для специальных целей, например программы управления технологическим оборудованием, сбора информации о ходе производственного процесса, называют прикладными (целевы­ми; пользовательскими) программами. Разработка таких программ значительно облегчается при наличии в составе системы вспомога­тельных средств — системного программного обеспечения или. опе­рационной системы.

Квалифицированный пользователь может сам разработать систем­ное программное обеспечение для создания и отлаживания своих программ. Однако большинство пользователей вынуждено ориенти­роваться только на готовое программное обеспечение, предостав­ляемое производителями микропроцессоров.

Для создания программы управления технологическими процессами может быть использован один из следующих способов:

1) программирование непосредственно в машинных кодах;

2) символическое кодирование;

3) применение машинно-ориентированного формализованного язы­ка;

4) применение проблемно- или процедурно-ориентированных алго­ритмических языков высокого уровня.

Эти способы требуют различных по сложности вспомогательных средств для разработки программ.

Первым и единственным безусловно необходимым средством, обеспечивающим программирование микропроцессоров, является сис­тема машинных команд. Совокупность машинных команд образует базовый машинный язык данного микропроцессора. Разработчик системы управления может оперировать мнемокодами и символическими адреса­ми, но затем они должны быть переведены в двоичные числа, загру­жаемые в память микропроцессорной системы. Мнемокоды совместно с директивами, используемыми только при трансляции программы, обра­зуют машинно-ориентированный язык, который называют языком ас­семблера или просто ассемблером. Программы, написанные на ассем­блере, могут непосредственно транслироваться в машинные коды. Тран­сляция может выполняться вручную или на ЭВМ с системным програм­мным обеспечением. Программа, которая транслирует написанный на ассемблере текст в машинные коды, также называется ассемблером.

Характерной особенностью. микропроцессорных систем, связан­ной с ограниченной емкостью их памяти и небольшим числом устройств ввода-вывода, является отсутствие собственного системного програм­много обеспечения для машинной разработки прикладных программ. В этом случае для разработки прикладных программ может исполь­зоваться не сама микропроцессорная система, а какая-то большая ЭВМ с обширной памятью и развитым программным обеспечением. Такой подход называют кросс-программным обеспечением.

Ранее, при рассмотрении иллюстративного микропроцессора, все команды по функциональному признаку были разделены на четыре группы: перемещения данных; обработки данных; управления програм­мой; ввода-вывода и специальные. Теперь, при рассмотрении реального микропроцессора, можно сохранить это деление, но, так как общее число команд значительно увеличилось, внутри этих групп надо сделать дальнейшее деление.

Описывая систему команд и используемой мнемоники, необходимо учитывать возможности конкретного разговорного языка для образо­вания допустимых сокращений. Конечно, тем, кто впервые сталкивается с микропроцессорами и их программированием, хочется, чтобы все мнемонические сокращения были сделаны на основе их родного языка, а не какого-нибудь иностранного. Но, например, как сократить команды ВВОД и ВЫВОД(аналогично ВХОД и ВЫХОД)? По-английски они будут IN-OUT, т. е. сразу достаточно краткими, и различаются настолько, что могут быть сокращены до одной буквы (I/O). По-русски такое сокращение, к сожалению, совершенно не­возможно.

Слову ВЫВОД (ВЫХОД) особенно не повезло, так как в командах арифметических действий и управления программой встречаются со­кращения, отличающиеся только одной буквой, например, ВЫЧесть, ВЫПолнить, ВЫЗвать и др. Разница в одной букве для трех- или че­тырехбуквенных сокращений очень часто приводит к досадным ошиб­кам и трудно обнаруживаемым опечаткам. В этом заключается одна из причин того, почему программисты часто предпочитают пользо­ваться в качестве мнемокодов сокращениями английских терминов, хотя в начальный период это может затруднить запоминание.

Но основная причина широкого использования английского языка для мнемонических сокращений машинных команд связана с на­личием готового математического обеспечения конкретного микро­процессора, а также возможностью использования математического обеспечения, подготовленного для других систем, в частности мини-ЭВМ.

Проблема использования мнемокодов на английском языке фактически проще, чем она кажется с первого взгляда: для того чтобы программировать, иностранный язык изучать не надо, достаточно знать лишь несколько терминов, одинаково часто встречающихся в командах большинства микропроцессоров и микро-ЭВМ. Будем считать, что IN и OUT читателю уже известны, а остальные термины вместе с их переводом будут приводиться по ходу рассмотрения.

Описывая в дальнейшем систему команд, будем придерживаться следующего порядка. Для каждой команды приводится ее функция, дается перевод на английский язык и следующее из него мнемони­ческое сокращение. Далее указывается число байт команды и приво­дятся ее восьмеричный и объектный (двоичный) коды. Как правило, для 8-разрядного микропроцессора К580 адреса и коды команд при­нято давать в шестнадцатеричной системе кодирования; в частности, именно в таком виде выдается листинг (распечатка) программы после машинной трансляции. Но, как будет видно из дальнейшего, восьмеричная система дает возможность представить все команды в логически стройном, компактном и легко запоминаемом виде.

В последних столбцах дается число состояний, в которых нахо­дится центральный процессор при выполнении данной команды. Иными словами, дается число требуемых машинных тактов и тем самым время выполнения каждой команды.

В микропроцессоре К580 команды межрегистровых передач являют­ся двухадресными: в них приходится адресовать регистр — источник и регистр — получатель информации.

Регистровая мода. Основная команда в этой группе — это одно-байтовая команда перемещения данных из одного регистра в другой. В зоне операнда должны быть указаны два адреса: на первом месте — куда помешается информация, т. е. адрес получателя (приемника); на втором месте — откуда берутся данные, т. е. адрес источника. Можно сказать, что в команде указывается место назначения, в которое должны прибыть перемещаемые данные в результате операции. По-английски такое место называют destination, поэтому в сокращении команды эта часть обозначается как dst или ddd, либо D. Источник по-английски будет source, поэтому в коде операции его обозначают sre, sss или S (табл. 6.1).

При операции перемещения данных содержимое источника сохра­няется неизменным, а начальное содержимое приемника заменяется результатом операции.

В мнемонике команды указываются условные обозначения РОН, в которых находятся приемник и источник, между собой эти обозначения обязательно разделяются запятой. Например, MOV С, В означает «пе­ренести содержимое регистра В в регистр С»; содержимое регистра В остается без изменения. Когда команда транслируется в объектный код, условные обозначения регистров заменяются их двоичными номерами. Все регистры общего назначения, память и аккумулятор имеют постоян­ные номера. Когда операндами являются обозначения регистров, то, поскольку номера регистров входят в состав кода операции, одному и тому же мнемокоду соответствуют различные машинные коды. Например, машинный код операции MOV С, В будет 01001000 (48 HEX).

Для команды MOV в восьмеричном представлении первая триада, точнее два первых' бита, которые должны быть дополнены нулем, будет кодом операции, вторая триада — номером регистра-получателя, а третья — номером регистра-источника.

Команда перемещения данных является самой «богатой» по числу различных вариантов. Если перебрать в зоне операнда все воз­можные комбинации регистров, то в перечне машинных команд будет занято 64 позиции. Правда, хотя все они допустимы, часть их окажется по существу бесполезной. Например, команда MOV A, A (01111I11) предписывает переслать содержимое аккумулятора обратно в акку­мулятор.

Косвенно-регистровая мода. Если данные перемещаются в регистр из основной памяти или, наоборот, переносятся в память из регистра, то используется косвенно-регистровая мода, при которой номер регистра (источника или приемника) указывается в соответствии с табл. 6.2, а память в команде записывается кодом 110. При этом в качестве 16-разрядного адреса ячейки памяти используются данные, находящиеся в паре регистров Н и L. Например, MOV M, В — поместить содержимое регистра В в ячейку памяти, адрес которой находится в регистрах Н и L. Восьмеричный код этой операции будет 160, а машинный — 01110000 (70 HEX). Команда MOV В, М аналогична предыдущей, но перемещение информации происходит в противоположном направлении: из памяти (по адресу в регистрах Н и L) в регистр-приемник В.

Непосредственная адресация. Команды перемещения данных могут иметь непосредственное представление операнда и косвен­ную адресацию. Непосредственная адресация по-английски будет Immediate Addressing, поэтому в мнемонике команд она указывается буквой I, стоящей на последнем месте. Эти команды имеют двухбайтный формат, в результате их выполнения содержимое второго слова команды помещается в регистр, номер которого указан в поле операнда первого слова команды.

Очевидно, что при использовании любых адресных мод все необхо­димые данные должны быть предварительно помещены в соответствую­щие регистры. Для этого применяются относящиеся к этой же группе команды передачи содержимого ячейки памяти во внутренние регистры. Обычно такие операции выполняются по командам загрузки. Противо­положные действия, т. е. передачу содержимого внутреннего регистра в память, называют командами запоминания, или сохранения, данных.

Команды загрузки аккумулятора и запоминания данных. По трех-байтной команде LDA в аккумулятор загружается содержимое ячейки памяти, адресуемой вторым и третьим байтами команды, а по команде запоминания STA производится противоположная передача (табл. 6.4), Все такие команды могут быть с прямой, непосредственной и кос­венной адресацией.

При прямой адресации команды имеют трехбайтный формат и предписывают в случае запоминания поместить содержимое аккумуля­тора в ячейку памяти, адрес которой указан вторым и третьим бай­тами, а при загрузке, наоборот, поместить в аккумулятор данные из ячейки памяти, адресуемой аналогично.

При непосредственном представлении возможна только загрузка данных.

При косвенной адресации команды имеют однобайтный формат. При запоминании они вызывают запись содержимого аккумулятора в ячейку ОЗУ, 16-разрядный адрес которой указывается парой регистров. Это может быть не только пара Н и L, но В и С либо D И Е. При загрузке адресация делается аналогично, но данные записываются в аккумулятор. Совместное использование двух регистров по-английски будет Extended Addressing, поэтому в мнемонических сокращениях этих команд добавляется символ X. Адресация производится в соответствии с номерами регистров, но указывается только один из них, расположенный в одной строке: в командах запоминания данных — левый, а в командах загрузки — правый.

Команды загрузки указателей памяти и запоминания данных. Для загрузки начальных значений во внутренние указатели памяти (инициа­лизации) применяют трехбайтную команду с непосредственным пред­ставлением LXIrp, где гр означает регистровые пары ВС, DE, HL или указатель стека SP — Stack Pointer.

Для загрузки основного указателя памяти — регистров Н и L — из двух смежных ячеек памяти применяется команда LHLD — Load HL Direct. Запоминание содержимого регистровой пары Н и L в двух следующих друг за другом ячейках памяти осуществляется по команде SHLD — Store HL Direct. Обе эти команды трехбайтные, во втором и третьем байтах указывается полный 16-разрядный адрес ячейки, из ко­торой загружается или в которую заносится содержимое регистра L (младшего байта). Адрес содержимого регистра Н (старшего байта) получается путем прибавления 1 к значению второго и третьего байтов команды.

Команды межрегистрового обмена. Особенностью микропро­цессора К580 являются однобайтные команды передачи 16-битных операндов. Имеется специальная команда XCHG (сокращение англий­ского слова Exshange), производящая обмен содержимым регистров DE и HL:

(Н) ч—>- (D), (L) «-+ (Е).

В ряде случаев очень удобной оказывается специальная одно­байтная команда XTHL (Exchange HL):

она выполняет обмен содержимым регистров HL и двух верхних яче­ек стека, т. е. последних, загруженных в стек данных. Содержимое указателя стека при выполнении команды XTHL не изменяется. Кстати сказать, команда XTHL — самая длинная в системе команд микро­процессора К580, для ее выполнения требуется 18 машинных тактов.

Еще две команды SPHL и PCHL передают содержание регистровой пары HL соответственно в указатель стека и программный счетчик. Здесь, как и ранее, на первом месте стоит получатель информации (приемник), а на втором — источник данных. Сводка команд обмена приведена в табл. 6.6.

Команды операций со стеком. Для установки указателя стека на начальное значение используется упомянутая ранее команда

Таблица 6.6. Команды межрегистрового обмена

LXI SP. Благодаря такой установке в качестве стека может быть использована любая область оперативной памяти микропроцессорной системы.

Основными командами являются PUSH — занести (буквально «втолкнуть») в стек и POP (Pull up) — извлечь (вытянуть) из стека. Эти команды всегда оперируют с регистровыми парами, указанными в поле операнда команды. При выполнении команды PUSH в ячейку памяти с адресом (SP) — 1 записывается содержимое восьми старших разрядов, а в ячейку с адресом (SP) — 2 — восьми младших разрядов регистровой пары. Содержимое указателя стека уменьшится на 2, так как стек «растет вверх», в область меньших адресов. Когда выполняется команда POP rp, содержимое верхушки стека передается в младшие разряды регистровой пары, а содержимое следующей ячейки стека — в старшие разряды той же регистровой пары.

Для правильной работы стека команды PUSH и POP обяза­тельно должны быть парными. Соблюдение этого принципа ложится полностью на программиста, так как процедуры загрузки в стек и извле­чения из стека выполняются микропроцессором не автоматически, а должны быть организованы программно.

Исследование экономических операций

Исследование экономических операций как самостоятельное научное направле­ние возникло из потребностей наилучшей организации экономиче­ских операций, а также прогнозирования их результата при принятии руководством различных решений. Однако с течением времени стало очевидно, что подобные организационные задачи (согласования, упо­рядочения, распределения и др.) возникают и в других, самых раз­личных сферах человеческой деятельности и имеют, несмотря, на их качественное различие, сходные черты.

За выдающийся вклад в разработку теории оптимального использования ресурсов в экономике академику Л. В. Канторовичу вместе с профессором Т. Купмансом (США) в 1975 году присвоена Нобелевская премия по экономике.

Под операцией понимается система действий, объединенных общим замыслом и направленных на достижение опре­деленной цели.

Исследование операций - это научный метод, дающий в распоряжение руководите­ля количественные основания для принятия им решений, связанных с организацией и осуществлением операции.

Линейное программирование – направление математики, изучающее методы решения экстремальных задач, которые характеризуются линейной зависимостью между переменными и линейным критерием оптимальности.

Несколько слов о самом термине линейное программирование. Он требует правильного понимания. В данном случае программирование - это, конечно, не составление программ для ЭВМ. Программирование здесь должно интерпретироваться как планирование, формирование планов, разработка программы действий.

К математическим задачам линейного программирования относят исследования конкретных производственно-хозяйственных ситуаций, которые в том или ином виде интерпретируются как задачи об оптимальном использовании ограниченных ресурсов.

Круг задач, решаемых при помощи методов линейного программирования достаточно широк. Это, например:

- задача об оптимальном использовании ресурсов при производственном планировании;

- задача о смесях (планирование состава продукции);

- задача о нахождении оптимальной комбинации различных видов продукции для хранения на складах (управление товарно-материальными запасами или "задача о рюкзаке");

- транспортные задачи (анализ размещения предприятия, перемещение грузов).

Линейное программирование – наиболее разработанный и широко применяемый раздел математического программирования (кроме того, сюда относят: целочисленное, динамическое, нелинейное, параметрическое программирование). Это объясняется следующим:

- математические модели большого числа экономических задач линейны относительно искомых переменных;

- данный тип задач в настоящее время наиболее изучен. Для него разработаны специальные методы, с помощью которых эти задачи решаются, и соответствующие программы для ЭВМ;

- многие задачи линейного программирования, будучи решенными, нашли широкое применение;

- некоторые задачи, которые в первоначальной формулировке не являются линейными, после ряда дополнительных ограничений и допущений могут стать линейными или могут быть приведены к такой форме, что их можно решать методами линейного программирования.

Экономико-математическая модель любой задачи линейного программирования включает: целевую функцию, оптимальное значение которой (максимум или минимум) требуется отыскать; ограничения в виде системы линейных уравнений или неравенств; требование неотрицательности переменных.