Разработка виртуальных лабораторных работ средствами эмулятора Emu8086 (стр. 3 из 21)

Во-вторых, возникает проблема получения политехнических навыков работы с реальными приборами и установками.

Очень важна и все еще мало исследована проблема формирования адекватного представления о мире при работе с нереальными объектами. Возможно, эту проблему можно решить, используя в процессе обучения программные продукты, максимально точно отображающие процессы и явления, происходящие в реальном мире. В этом смысле особое внимание стоит обратить на средства виртуальной реальности.

Таким образом, одной из основных проблем преподавания предметов естественнонаучного цикла является отсутствие возможности реальной постановки учебного, и лабораторного эксперимента.

Хотя в настоящее время имеются разработки виртуальных лабораторных практикумов, однако окончательно решение проблемы требует пристального внимания специалистов различных профилей, в том числе и психолого-педагогического.

1.2 Роль технологии виртуальных приборов обучения в техническом вузе

Лабораторная н экспериментальная база вуза достаточно консервативна в силу финансовых и материальных ограничений. Поэтому она практически не успевает отслеживать бурное развитие техники н неизбежно морально устаревает. В современных быстро изменяющихся условиях, в которых сетка специальностей и специализаций должна быстро и непрерывно адаптироваться к запросам промышленности, реальная лабораторная и экспериментальная база вуза не в состоянии поддерживать учебный процесс на должном уровне.

Следует также отмстить, что отставание материальной базы от требований жизни является не только вузовской проблемой, но и обшей проблемой в промышленности и для различных организаций и фирм, занимающихся разработками ноной техники.

Современная технология виртуальных приборов позволяет существенно сократить этот разрыв и сэкономить значительные финансовые ресурсы, не снижая качества обучения. Мировая вузовская практика подтверждает устойчивую и усиливающуюся тенденцию продвижения виртуальных технологий в учебном процессе.

Программная среда Emu8086, поддерживающая технологию виртуальных приборов, и соответствующее аппаратное обеспечение позволяют модернизировать учебные лаборатории гибким, программно перестраиваемым измерительным оборудованием или модернизировать имеющиеся средства измерений практически любой сложности, а также внедрять автоматизированные измерительные системы и станции для учебного процесса и комплексных исследований н вузовской науке.

Для практической реализации технологии виртуальных приборов и систем измерения в учебном процессе достаточно приобрести недорогую стандартную плату аналогового ввода-вывода, основными составляющими которой являются многоканальный коммутатор и аналого-цифровой преобразователь.

Технико-экономические оценки показывают, что рабочее место, включающее минимальный типовой набор традиционных измерительных приборов (осциллограф, импульсный и низкочастотный генераторы, частотомер, цифровой тестер), по текущим каталогам цен обходится в три раза дороже по сравнению с затратами на виртуальный эквивалент, включая приобретение современной персональной ЭВМ типа Pentium IV.

Поскольку компьютеры так или иначе приобретаются, а также с учетом того, что па кафедрах уже имеется парк компьютеров, модернизация оборудования лабораторий на базе виртуальных технологий будет стоить в 5-10 раз дешевле.

Так, оценочные расчеты, проведенные для общетехнической кафедры, показывают, что для полной модернизации приборного оборудования пяти учебных лабораторий, в каждой из которых организовано по 5 рабочих мест, необходимо затратить около 8,0 млн. тг. (цены на 2006 г), если модернизацию осуществлять традиционное покупкой необходимых "реальных" приборов.

При использовании технологии виртуальных приборов, с учетом уже имеющихся на кафедре компьютеров, модернизация обойдется примерно в 8 раз дешевле - в 1 000 млн. тг. Последние цифры уже приемлемы и подъемны, особенно при поэтапном подходе к модернизации.

Например, при ежегодном вложении по 400 тыс. тг, полное переоснащение лабораторий можно завершить в течение 2.5-3 лет.

2. Программный эмулятор (виртуальный ПК) Emu8086

Все для изучения ассемблера в одном пакете! Emu8086 сочетает в себе мощный редактор исходного кода, ассемблер, дизассемблер, программный эмулятор (виртуальный ПК) с отладчиком и поэтапное обучение.

Эта программа чрезвычайно полезна для тех, кто только начинает изучать ассемблер. Она компилирует исходный код и выполняет его с помощью эмулятора шаг за шагом.

Визуальный интерфейс очень прост в работе. Вы можете наблюдать регистры, флаги и память во время выполнения вашей программы.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) показывает внутреннюю работу центрального процессора (CPU).

Эмулятор выполняет программы на виртуальном ПК, который полностью исключает возможность доступа из вашей программы к реальным аппаратным средствам, таким как жесткие диски и память. Так как ваш код ассемблера выполняется на виртуальной машине, то отладка становится более легкой.

Машинный код 8086 полностью совместим со всеми последовавшими за ним поколениями микропроцессоров Intel, включая Pentium II и Pentium 4, и я уверен, что Pentium 5 будет также поддерживать команды 8086. Это делает код 8086 очень привлекательным, так как он выполняется как на старых, так и на современных компьютерных системах. Другим преимуществом является то, что набор команд 8086 сравнительно невелик, и поэтому изучить его будет легче.

Emu8086 имеет более легкий синтаксис, чем любые другие ассемблеры, но будет генерировать программу, которая сможет быть выполнена на любом компьютере, поддерживающем машинный код 8086. Это большой плюс для начинающих! Примечание: Если вы не используете Emu8086 для компиляции кода, вы не сможете выполнить ваш исходный код в пошаговом режиме.

Примечание: Если при попытке запустить вашу программу, вам выдаются сообщения о том, что те или иные команды не поддерживаются, то вы не сможете выполнить эту программу в отладочном режиме. Однако ее можно просто откомпилировать и запустить обычным образом (не под управлением Emu8086).

Как начать?

Запустите Emu8086, выбрав ее значок в меню "Пуск", или непосредственно запустите приложение Emu8086. exe.

Выберите "Samples (примеры)" из меню "File".

Щелкните кнопку [Compile and Emulate] (или нажмите клавишу F5).

Щелкните кнопку [Single Step] (пошаговый режим) (или нажмите клавишу F8), и наблюдайте за выполнением кода.

Попытайтесь открыть другие примеры. Все примеры имеют подробные комментарии, так что для обучения они весьма полезны.

2.1 Использование эмулятора Emu8086

Напечатайте ваш код внутри текстовой области, и после щелчка кнопки [Compile]. Вас спросят о месте, где сохранить компилируемый файл.

После успешной компиляции Вы можете щелкать кнопку [Emulate], чтобы загрузить компилируемый файл в эмуляторе.

Если Вы хотите загрузить ваш код в эмулятор, только щелкните кнопку "Emulate".

Но Вы также можете использовать эмулятор, чтобы загрузить executables, даже если Вы не имеете первоначального исходного текста. Выберите " Show Emulator", меню "Emulator".

Попытка, загружающая файлы от папки "MyBuild". Если не имеется никаких файлов в "MyBuild" папке, возвращают исходному редактору, выбирают Samples от меню File, загружают любой образец, выбирают и затем загружаются в эмулятор.

2) произвести исследование области памяти согласно варианта задания. В результате исследования необходимо заполнить табл.1.1;

В памяти перечисляют первую строку - смещение, вторая строка - значение hexadecimal, третья строка - десятичное значение, и последняя строка - значение символа ASCII.

Кнопка [Single Step] выполняет команды, один за другим останавливающие после каждой команды.

[Run] кнопка выполняет команды один за другим с задержкой, установленной задержкой шага между командами.

Дважды щелкните на текстовых полях регистра, открывается окно "Extended Viewer " со значением того регистра, преобразованного ко всем возможным формам. Вы можете изменять значение регистра непосредственно в этом окне.

Дважды щелкните на элементе списка памяти, открывается " Extended Viewer" со значением WORD, загруженным со списка памяти в выбранном местоположении. Менее существенный байт - в младшем адресе: LOW BYTE загружен от выбранной позиции и HIGH BYTE от следующего адреса памяти. Вы можете изменять значение слова памяти непосредственно в окне " Extended Viewer",

Вы можете изменять значения регистров во времени выполнения, печатая по существующим значениям.

Кнопка [Flags] позволяет Вам рассматривать и изменять флажки на времени выполнения.

2.2 Компиляция кода Ассемблера

Напечатайте ваш код внутри текстовой области и щелкните кнопку [Compile]. Вас спросят, где сохранить откомпилированный файл. После завершения компиляции вы можете щелкнуть кнопку [Emulate] для загрузки откомпилированного файла в эмулятор.

Директивы, определяющие тип исполнимого файла:

#MAKE_COM#

#MAKE_BIN#

#MAKE_BOOT#

#MAKE_EXE#

Вы можете вставить эти директивы в исходный код для определения нужного вам типа исполнимого файла. В том случае, если компилятор не найдет ни одной из этих директив, он спросит у вас тип файла перед его созданием.