KESKUSTELU

Antamassani esimerkissä kyse ei ollut mistään varsinaisesta ongelmasta - prossussa ei vain ollut varsinaista kontroleria valvomassa sitä mitä liukuhihnaan syötetään ja liukuhihna oli toteutettu (muistaakseni) siten, että hyppykäskyn jälkeen piti olla NOP tai muuten liukuhihna stallasi. Kyseisessä prossussa oli vielä harvinaisen syvä liukuhihna (luokkaa 8 käskyä), joten asialla oli todellista merkitystä.

Pointti tällä vänkkäämisellä on kuitenkin se, että nykyaikana konekielisen ohjelmoinnin opettelu on aika turhaa, koska ihminen ei pysty enää järjellisellä ajankäytöllä lyömään optimoivan kääntäjän suorituskykyä. Tietysti, jos aikoo erikoistua ohjelmoimaan mahdollisimman optimaalisia sulautettuja ohjelmia jollekin nuppineulan pään kokoisille 1 mW kuluttaville miniatyyriprosessoreille, niin sitten asia voi olla eri.

Kääntäjät vaan on kehittynyt huimasti 20v aikana. Pienissä sulasofta hommissa on vielä perusteltua käyttää assya. Esim. bootcode jne.

Silloin tällöin tulee eteen tilanteita, joissa on tarvetta osoittaa suoraan jotakin DSP:n käskyä. Silloinkin kääntäjä tarjoaa mahdollisuuden käyttää ns. intrinsic komentoja suoraan C-koodista.

Joskus kävi niin, että kääntäjä ei kerta kaikkiaan tajunnut käyttää erästä bittimainpulointi käskyä, vaan toteutti sen 100 kertaa hitaammalla versiolla. Assya kun kävi läpi, niin ihmetteli, että miten tosta noin pitkä pätkä tuli ja muutaman päivän jälkeen siihen löyty täydellinen konekielikäsky ja siihen intrinsic referenssi. Yritin C -kikkailuilla saada kääntäjän tajuamaan tuon käskyn, mutta ei onnistunut. Varmasti siihenkin on olemassa joku kikka

Mutta pirun hyvä tuo assembly vaan on osata ja tuntea. Siitä kai kaikki ovat yhtämieltä. Jos koodia pitää optimoida, niin assy täytyy hanskata ja prossun arkkitehtuuria tuntea

Joo, ainakin, jos on kovin lähellä rautaa työskentelemässä. On kaikenlaisia prosessorispesifisiä asioita, joita C:llä ei vain voi tehdä; moodien asetusta, context switchiä, keskeytysten kieltoa/sallimista, ... EDIT: Ah, paitsi joissain onnettomissa memory mapped rekistereillä varustetuissa vehkeissä :/



Riippuu tietysti monesta asiasta. Prosessorien arkkitehtuurien tuntemus ei kuitenkaan ole yleensä pahitteeksi, vaikkei sitä välttämättä ainakaan ihan alussa tarvita.

Keskustelusta on unohtunut yksi olennainen ja turhankin yleinen pointti: kääntäjien bugit.

Assyn lukutaitoa tarvitaan tarkastamiseen, jos haluaa tehdä virheetöntä työtä. Harvinaiset ja uusimmat cpu-käskyt ei välttämättä toimi, tai kääntäjä ei edes tunne niitä, mikä johtaa hitaampaan käännökseen.

Aivan totta. Mitä uudemman ja harvinaisemman prosessorin kanssa on tekemisissä, sen todennäköisempää on törmätä kääntäjän bugiin - tai bugiin itse prosessorissa. Molempien havaitsemiseen tarvitaan assy-lukutaitoa.

Korkean tason kielillä sellainen rautaa ajatteleva optimointi voi olla hukkaan heitettyä työtä, kun niitä kerroksia on enemmän välissä, eikä ohjelmia edes välttämättä käännetä natiiviksi. Koodin tehokkuuden kannalta algoritmiosaaminen on yleensä rautaosaamista tärkeämpää.

Itse olen joskus jonkin verran assemblyäkin vääntänyt, mutta en ole ollenkaan varma siitä, onko siitä enää mitään hyötyä korkean tason kielten kanssa puuhastellessa. On ainakin vaikea keksiä yhtään esimerkkiä asiasta.

***

Takaisin alkuperäiseen aiheeseen. Joitakin linkkejä aiheesta kiinnostuneille:

Tässä on hieno aikajana tunnetuimmista ohjelmointikielistä. Toimii hyvänä muistutuksena siitä, että kun on yhden oikein hyvin oppinut, on aika opetella seuraava. Vaihtoehtoja on.

Eräs hyvä areena kysymyksille ja vastauksille on Stack Overflow. Aloittelijoiden kysymykset otetaan hyvin vastaan, kunhan ne on selkeästi esitetty, eivätkä toista aiempia. (Sivumennen sanoen matemaatikoille on tuon vastine, Math Overflow, mutta sinne ei kannata maallikon vaivautua.)

Jos muukin kuin hyötyohjelmointi kiinnostaa, kannattaa tutustua erikoisempiinkin kieliin.

Oma suosikkini on False, jonka koodi näyttää tältä:

Tuo ohjelma kirjoittaa alkuluvut väliltä 1-100. Kielen kääntäjä mahtuu yhteen kilotavuun (tarkemmin ottaen 1020 tavuun). Kääntäjän koodi (68k-assyä) on myös näkemisen arvoinen pätkä. Nimi False valikoitui siksi, että se on suunnittelijan suosikkitotuusarvo.

Ennen kuin aloittaa ohjelmoimisen itseopiskelun kannattaa miettiä millaista taitotasoa hakee, ettei vahingossa haukkaa liian isoa kokonaisuutta jolloin homma voi helposti mennä "yli hilseen".

Taso1:

Kenelle?: Esimerkiksi jos haluat harrastemielessä opiskella ohjelmointia, tehdä pieniä WEB-sovelluksia tai laittaa CV:seen hyvällä omatunnolla merkinnän että osaat ohjelmoinnin alkeet.

Ymmärrettäviä asioita: Miten käyttäjältä luetaan tietoa, käsitellään sitä ja tulostetaan vastaus. Muuttujat ja kielen toistorakenteiden oppiminen, joilla pystytään jo simppeleitä sovelluksia tekemään.

Suositeltavia kieliä, joissa mielestäni helposti lähestyttävä syntaksi: PHP ja ehkä hieman muodikkaampana PYTHON.

Taso2:

Kenelle?: Jos haluat jossain vaiheessa työskennellä ohjelmoinnin parissa taikka olet pyrkimässä opiskelemaan alaa.

Ymmärrettäviä asioita: Olio-ohjelmointi ja siihen liittyvät käsitteet.

Suositeltavia kieliä: Esimerkiksi Helsingin yliopistolla opetuskielenä on Java. Microsoftin vastine javalle on C#.

Taso3:

Kenelle?: Jos haaveena ohjelmoida vaikkapa oma käyttöjärjestelmä taikka grafiikkamoottori, niin voit aloittaa suoraan täältä.

Ymmärrettäviä asioita: N+1

Suositeltavia kieliä: Assembly, C, C++

Miksi joku haluaisi ohjelmoida käyttöjärjestelmän?

Ei niitä oikeastaan edes tarvita. Monoliittinen sovellus voi hoitaa tehtävien vaihdon pääohjelmansa tasolla. Muistin hallintaa eli kirjanpitoa käyttistasolla ei tarvita, jos on vain yksi ohjelma.

Oheislaitteissa kuten kovalevy, verkkokortti, printteri ja DVD-asema on omat puskurinsa tai vuon ohjaus, joten käyttiksen ei tarvisi nytkään sekaantua niiden kontrollointiin.

Arvioni on että 95% maailman softasta pyörii koneessa, missä ei ole käyttöjärjestelmää. Eli kaikki sulautetut laitteet kuten auton mikrokontrollerit (20-50 kpl), telkkari, digiboksi, kännykät, tukiasemat, robotit jne.

Mutta onhan kännykässä käyttöjärjestelmä, esim Symbian? Ei mielestäni ole, koska känny ei ole semmoinen laite kuten PC, eli että ensin käynnistät käyttöjärjestelmän, ja sitten panet kännysovelluksen käyntiin. Käyttis sisältää niin paljon kännysovelluksen kamaa, että monoliitti on käytännössä yksi kännysovellus-softa.

Joku mikrolehden kolumnisti tai kirjailija joskus sanoi, ettei käyttöjärjestelmää "tarvita". On täysin mahdollista että esim näppäimistöä tai hiirtä lukee jokainen pyörivä sovellus erikseen. Ohjelman koko ei tästä montaa kilotavua kasva.

Näinhän se on.

DirectX rajapinta oli juuri tätä (ennen Vistaa), eli sovellus pääsi käsiksi suoraan näytönohjaimeen, äänikorttiin ja esim joystickiin.

Aivan, eipä juuri kukaan. Siksi en esimerkiksi C:tä 99 prosentille aloittelijoista suosittelisikaan, kuitenkin C saattaa olla javan lisäksi juuri se ainoa kieli, jonka nimen tietää joku joka tietää tietokoneista muttei ohjelmoinnista.

Aina löytyy niitä jotka haluavat ohjelmoida sen "hello world"-ohjelman bitti bitiltä. Käyttöjärjestelmän tekoa parempi esimerkki matalantason kielien käytöstä olisikin peliohjelmointi, jossa on tärkeää optimoida tehty koodi. Kuitenkin peliohjelmoinnissakin on tultu eteenpäin ja harrastajat voivat esimerkiksi ohjelmoida xbox360:lle pelejä C#:dellä.

Omasta mielestäni korkea abstraktitaso on hyve ja jopa olio-ohjelmoinnin opettelu korottaa aloituskynnystä täysin turhaan, ellei ole varma että siitä tiedosta tulee hyötymään opiskeluiden taikka töiden kautta. Siksi suosittelinkin näitä web-kieliä kuten php, joissa ei tarvitse olla tietoja luokkarakenteista taikka muistinhallinnasta , alkuun riittää oikeastaan että ymmärtää mikä on muuttuja.

Tähän kaipaisin hieman tarkennusta

Toki on paljon sulasoftaa, missä ei tarvita / ei saa olla reaaliaikakäyttistä. Tai sitten RTOS pitää olla turvaluokiteltu, siten että sitä voidaan käyttää esim. lentokoneissa tai hisseissä.

Esim. turvasovellusten aktiivisensorit toteutetaan täysin ilman käyttistä ja C-kielellä (MISRA rules) sitten, että usein rinnalla (samalla kortilla) toimii toinen prosari ja ne "valvoo" toinen toisiaan. Jos toinen kaatuu, niin toisen tehtävä on potkia kortti ylös. Jos molemmat kaatuu, ns. pääturvakontrolleri (johon laitteet on kytketty kaapeleilla) hoitaan järjestelmän alasajon turvamääräysten mukaisesti

Yleensä nämä safety controllerit ja siihen liitetyt aktiivisensorit koodataan C-kielellä

Eli käyttistä ei tosiaankaan tarvita joka laiteessa.

Todellista RTOSia tarvitaan sillon kun järjestelmä koostuu useista erilaisista prosessoreista ja niiden oheislaitteista. Siltikin yhden prossun sisällä riittää yksi prosessi hoitamaan koko roskan. Mutta käytännössä yhden prossun sisällä tikittää useampi "realiaika" prosessi. Tämä siksi, että ns. modularisuus säilyisi

Nimenomaan modulaarisuuden takia, ja on se helpompaa ohjelmoijallekin tehdä "tavallista koodia" kuin vääntää kaikki softa tilakoneeksi.

Tämä nyt taas riippuu aika paljon siitä onko opettelemassa ohjelmointia vain omaksi ilokseen vai haluaako alasta itselleen ammatin. Jälkimmäisessä tapauksessa kannattaa muistaa se, että ainakin muutama vuosi sitten vielä 90% ohjelmistoviennin määrästä ja 99% arvosta koostui erilaisten vekottimien (kännykät, tukiasemat, automaatiojärjestelmä, koneet jne.) sisällä. Noiden kanssa näperrellessä ei jostain animoitujen weppikilkuttimien ohjelmoinnin osaamisesta ei juuri ole hyötyä...

Jätteri Pervonen? Niinpä - suurin viisaushan näissä asioissa makaa suomalaisten mikrolehtien toimituksen avustajakaartissa...



Sitten, kun ohjelmointia on tehnyt tovin ammatikseen, huomaa miksi suoraan rautaan pääsy on useimmissa tapauksissa itseasiassa aika huono juttu ja miksi käyttöjärjestelmät ovat sittenkin ihan kivoja.

Mainosten mukaan ainoa viimeisen päälle turvaluokiteltu RTOS on Green Hills Integrity.

Kerronpa tässä helppotajuisia esimerkkejä, että mitkä eivät ole toimivia systeemejä kaikissa tilanteissa yhteiskunnassa:

1) WC-pöntön täyttyminen huuhtelun jälkeen kestää n. 30 sekuntia, joten on täysin turhaa kasvattaa WC:n kapasiteettia leventämällä ovea, hoputtamalla kusijoita, huolehtimalla paperirullien riittävyydestä neljässä rivissä jne. Mutta mitä jos vessahätä tulee jatkuvasti kolmelle ihmiselle joka minuutti, viikosta toiseen? Jono oven takana kasvaa kunnes Maapallo on niin painava, että rata siirtyy ja virtsa jäätyy.

2) Henkilö menee pankkiin ja haluaa avata tilin. Hänen nimensä on Hanna-Kaisa Virtanen-Murto-Ojanen-Lindström-Kalmisto-Mieto-Thors-Lipponen-Niinistö-Jurvanen-Laatikainen-Martola-Mannerheim-Airo-Harlin-Koriseva-Särestöniemi...(clip)...Halonen eli yht 4352345235344523 merkkiä.


3) Nainen menee kirjastoon ja kertoo että hän meni naimisiin ja muutti sukunimensä. Tämä toistuu millisekunnin välein, vuodesta toiseen. Miten kirjasto ehtii palvella muita?