Коды, ассемблеры. Трансляция и компоновка. Исходный и объектный модули, исполняемая программа. Компиляция и интерпретация. Данные как объект обработки

Когда вы пишете программу на ассемблере, вы просто пишете команды процессору. Команды процессору - это просто коды или коды операций или опкоды. Опкоды - фактически "читаемый текст"- версии шестнадцатеричных кодов. Из-за этого, ассемблер считается самым низкоуровневым языком программирования, все в ассемблере непосредственно преобразовывается в шестнадцатеричные коды. Другими словами, у вас нет компилятора, который преобразовывает язык высокого уровня в язык низкого уровня, ассемблер только преобразовывает коды ассемблера в данные.

Числа в ассемблере могут представляться в двоичной, десятеричной или шестнадцатеричной системе. Для того, чтобы показать в какой системе использовано число надо поставить после числа букву. Для бинарной системы пишется буква b (пример: 0000010b, 001011010b), для десятеричной системы можно ничего не указывать после числа или указать букву d (примеры: 4589, 2356d), для шестнадцатеричной системы надо указывать букву h, шестнадцатеричное число надо обязательно писать с нулём в начале (примеры: 00889h, 0AC45h, 056Fh, неправильно F145Ch, С123h).

Компоновка

Компоновка программы создает готовую для работы программу, которая называется также исполняемой программой или загрузочным модулем. При этом решаются две основные задачи:

§ если в программе используются функции, например, sin, exp и т.д., соответствующие им программные модули выбираются из библиотеки подпрограмм соответствующей системы программирования и вставляются в объектный модуль;

§ объектный модуль преобразуется в соответствии с реальными адресами основной памяти, куда будет размещаться программа для выполнения.

Трансляция

Процесс преобразования программы, написанной на одном языке программирования, в программу на другом языке.

Как правило, трансляция — это создание программы в машинных кодах, которую можно выполнять. Трансляция обеспечивает включение библиотечных подпрограмм, модулей, процедур в итоговую программу на машинном языке.

Различают два вида трансляции:

§ компиляцию, при которой результат получается в виде готовой программы, выполняемой независимо от исходного текста программы;

§ интерпретацию, при которой трансляция и выполнение программы происходит покомандно.

31 вопрос:

Паради́гма программи́рования— это система идей и понятий, определяющих стиль написания компьютерных программ, а также образ мышления программиста.

Важно отметить, что парадигма программирования не определяется однозначно языком программирования; практически все современные языки программирования в той или иной мере допускают использование различных парадигм. Так на языке Си, который не является объектно-ориентированным, можно работать в соответствии с принципами объектно-ориентированного программирования, хотя это и сопряжено с определёнными сложностями; функциональное программирование можно применять при работе на любом императивном языке, в котором имеются функции (для этого достаточно не применять присваивание), и т.д. Своим современным значением в научно-технической области термин «парадигма» обязан, по-видимому, Томасу Куну

32 вопрос:

Объе́ктно-ориенти́рованное, или объектное, программи́рование (в дальнейшем ООП) — парадигма программирования, в которой основными концепциями являются понятия объектов и классов. В случае языков с прототипированием вместо классов используются объекты-прототипы.

ООП возникло в результате развития идеологии процедурного программирования, где данные и подпрограммы (процедуры, функции) их обработки формально не связаны

Основные понятия

Абстрагирование — это способ выделить набор значимых характеристик объекта, исключая из рассмотрения незначимые. Соответственно, абстракция — это набор всех таких характеристик.

Инкапсуляция — это свойство системы, позволяющее объединить данные и методы, работающие с ними, в классе и скрыть детали реализации от пользователя.

Наследование— это свойство системы, позволяющее описать новый класс на основе уже существующего с частично или полностью заимствующейся функциональностью. Класс, от которого производится наследование, называется базовым, родительским или суперклассом. Новый класс — потомком, наследником или производным классом.

Полиморфизм— это свойство системы использовать объекты с одинаковым интерфейсом без информации о типе и внутренней структуре объекта.

Прототип — это объект-образец, по образу и подобию которого создаются другие объекты. Объекты-копии могут сохранять связь с родительским объектом, автоматически наследуя изменения в прототипе; эта особенность определяется в рамках конкретного языка.

Понятие языка высокого уровня. Синтаксис и семантика. Элементы и структуры данных, алфавит, имена, выражения, операции, операторы, структуры программ, аппарат подпрограмм, реализация логических структур.

Высокоуровневый язык программирования — язык программирования, разработанный для быстроты и удобства использования программистом. Основная черта высокоуровневых языков — это абстракция, то есть введение смысловых конструкций, кратко описывающих такие структуры данных и операции над ними, описания которых на машинном коде (или другом низкоуровневом языке программирования) очень длинны и сложны для понимания

Наиболее распространёнными языками подобного типа являются C++, Visual Basic, Java, Python,

Ruby, Perl, Delphi, PHP.

синтаксис -- правила построения сообщений в этой системе, семантику -- правила истолкования сообщений тем, кому они адресованы, а также прагматику, сопоставляющую сообщения желаниям того, от кого они исходят.

Основные структуры данных (списки, очереди, хеш-таблицы, двоичные деревья и пары) часто представлены особыми синтаксическими конструкциями в языках высокого уровня. Такие данные структурируются автоматически.

Семантика языков программирования

Наиболее широко распространены разновидности следующих трёх: операционного, деривационного (аксиоматического) и денотационного (математического).

§ При описании семантики в рамках операционного подхода обычно исполнение конструкций языка программирования интерпретируется с помощью некоторой воображаемой (абстрактной) ЭВМ.

§ Деривационная семантика описывает последствия выполнения конструкций языка с помощью языка логики и задания пред- и постусловий.

§ Денотационная семантика оперирует понятиями, типичными для математики — множества, соответствия, а также суждения, утверждения и др.

Используемые символы

Современные языки программирования рассчитаны на использование ASCII, то есть доступность всех графических символов ASCII является необходимым и достаточным условием для записи любых конструкций языка. Управляющие символы ASCII используются ограниченно: допускаются только возврат каретки CR, перевод строки LF и горизонтальная табуляция HT (иногда также вертикальная табуляция VT и переход к следующей странице FF).

Ранние языки, возникшие в эпоху 6-битных символов, использовали более ограниченный набор. Например, алфавит Фортрана включает 49 символов (включая пробел): A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 = + - * / () . , $ ' :

Заметным исключением является язык APL, в котором используется очень много специальных символов.

Расширение набора используемых символов сдерживается тем, что многие проекты по разработке программного обеспечения являются международными. Очень сложно было бы работать с кодом, где имена одних переменных записаны русскими буквами, других — арабскими, а третьих — китайскими иероглифами. Вместе с тем, для работы с текстовыми данными языки программирования нового поколения (Delphi 2006, C#, Java) поддерживают Unicode

34 вопрос

Тип данных — фундаментальное понятие теории программирования. Тип данных определяет множество значений, набор операций, которые можно применять к таким значениям, и, возможно, способ реализации хранения значений и выполнения операций. Любые данные, которыми оперируют программы, относятся к определённым типам.

35) Технология трансляции программ.

Трансляция программы — преобразование программы, представленной на одном из языков программирования, в программу на другом языке и, в определённом смысле, равносильную первой.^[1]

Транслятор, который преобразует программы в машинный язык, принимаемый и исполняемый непосредственно процессором, называется компилятором.^[6]

Компиляция — трансляция программы, составленной на исходном языке высокого уровня, в эквивалентную программу на низкоуровневом языке, близком машинному коду(абсолютный код, объектный модуль, иногда на язык ассемблера).^[2][3][4] Входной информацией для компилятора (исходный код) является описание алгоритма или программа напроблемно-ориентированном языке, а на выходе компилятора — эквивалентное описание алгоритма на машинно-ориентированном языке (объектный код).

Системы программирования. Исходная и объективная программа. Трансляция как процесс преобразования исходного кода в объектный. Компиляторы и интерпретаторы. Редактор связей и загрузчик. Отладчики.

Система программирования — это система для разработки новых программ на конкретном языке программирования.

Составные систем программирования:

• компилятор или интерпретатор;

• интегрированная среда разработки;

• средства создания и редактирования текстов программ;

• обширные библиотеки стандартных программ и функций;

• отладочные программы, т.е. программы, помогающие находить и устранять ошибки в программе;

• "дружественная" к пользователю диалоговая среда;

• многооконный режим работы;

• мощные графические библиотеки; утилиты для работы с библиотеками

• встроенный ассемблер;

• встроенная справочная служба;

• другие специфические особенности.

Компиля́тор — программа или техническое средство, выполняющее компиляцию

Компилятор — читает всю программу целиком, делает ее перевод и создает законченный вариант программы на машинном языке, который затем и выполняется.

Интерпретатор— переводит и выполняет программу строка за строкой.

Откомпилированные программы работают быстрее, но интерпретируемые проще исправлять и изменять.

Каждый конкретный язык ориентирован либо на компиляцию, либо на интерпретацию — в зависимости от того, для каких целей он создавался.

Интерпрета́ция — пооператорный (покомандный, построчный) анализ, обработка и тут же выполнение исходной программы или запроса (в отличие от компиляции, при которой программа транслируется без её выполнения).^[2][3][4]

Загру́зчик (англ. loader) — в информатике, программа, отвечающая за загрузку исполнимых файлов и запуск соответствующих новых процессов. Обычно является частьюоперационной системы, но может быть и самостоятельной программой — к примеру, позволяющей операционной системе запускать программы, скомпилированные для других операционных систем (см. также: эмуляторы, WINE).

Отла́дчик (деба́ггер, англ. debugger) — компьютерная программа, предназначенная для поиска багов в других программах, ядрах операционных систем, SQL-запросах и других видах кода. Отладчик позволяет выполнять пошаговую трассировку, отслеживать, устанавливать или изменять значения переменных в процессе выполнения кода, устанавливать и удалять контрольные точки или условия остановки и т.д.

Компоновщик (также реда́ктор свя́зей, линкер — от англ. link editor, linker) — программа, которая производит компоновку: принимает на вход один или несколько объектных модулей и собирает по ним исполнимый модуль.

Для связывания модулей компоновщик использует таблицы имён, созданные компилятором в каждом из объектных модулей. Такие имена могут быть двух типов:

§ Определённые или экспортируемые имена — функции и переменные, определённые в данном модуле и предоставляемые для использования другим модулям;

§ Неопределённые или импортируемые имена — функции и переменные, на которые ссылается модуль, но не определяет их внутри себя.

Работа компоновщика заключается в том, чтобы в каждом модуле определить и связать ссылки на неопределённые имена. Для каждого импортируемого имени находится его определение в других модулях, упоминание имени заменяется на его адрес.

Компоновщик обычно не выполняет проверку типов и количества параметров процедур и функций. Если надо объединить объектные модули программ, написанные на языках со строгой типизацией, то необходимые проверки должны быть выполнены дополнительной утилитой перед запуском редактора связей.

Варианты определения языка программирования .Синтаксис и семантика алгоритмического языка.

Существует два основных способа определения языков:

• механизм порождения или генератор;
• механизм распознавания или распознаватель.

Они тесно связаны. Первый обычно используется для описания языков, а второй для их реализации. Оба способа позволяют описать языки конечным образом, несмотря на бесконечное число порождаемых ими цепочек.

Синтаксические определе-

ния устанавливают правила построения элементов языка. Семантика опре-

деляет смысл и правила использования тех элементов языка, для которых

были даны синтаксические определения.

Сема́нтика в программировании — дисциплина, изучающая формализации значений конструкций языков программирования посредством построения их формальных математических моделей.

Cинтаксис — сторона языка программирования, которая описывает структуру программ как наборов символов (обычно говорят — безотносительно к содержанию). Синтаксису языка противопоставляется его семантика. Синтаксис языка описывает «чистый» язык, в то же время семантика приписывает значения (действия) различным синтаксическим конструкциям.

Основные понятия технологии программирования.

Технология программирования - наука об оптимальных способах проведения процесса программирования, обеспечивающего в заданных условиях получение программной продукции с заданными свойствами.

Технология программирования определяет информационно-профессиональную деятельность, культуру работы специалистов, обеспечивающих заданный уровень производительности труда и качества получаемой программной продукции

(+.см жизненый цикл в 39)