Реферат

Реферат Структура и реализация макроязыков

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 23.11.2024





Московский Государственный Институт Электроники и Математики
кафедра САПР
Ре­фе­рат
Те­ма III
Раз­ра­бот­ка об­ще­го про­грам­мно­го обес­пе­че­ния
За­да­ние 3.2


Вы раз­ра­ба­ты­вае­те мак­ро­язык для сис­те­мы. Обос­нуй­те эф­фек­тив­ность ис­поль­зо­ва­ния мак­ро­средств. Ка­кие ти­пы мак­ро­средств до­пус­ка­ют­ся ва­шим мак­ро­язы­ком?  Сфор­му­ли­руй­те ме­то­ды по­строе­ния про­грам­мы, об­ра­ба­ты­ваю­щей мак­ро­язык
Преподаватель:
          Зайцева Л. В.
Студент:
          Омельченко С. А.


МАК­РО­ЯЗЫК И МАК­РО­ПРО­ЦЕС­СОР

Опе­ра­тор, ра­бо­таю­щий в ка­кой-ли­бо сис­те­ме, час­то встре­ча­ет­ся с не­об­хо­ди­мо­стью по­вто­рять не­ко­то­рые по­сле­до­ва­тель­но­сти дей­ст­вий мно­го раз? Та­кая по­сле­до­ва­тель­ность мо­жет, на­при­мер, со­сто­ять из вво­да не­ко­то­рой тек­сто­вой по­сле­до­ва­тель­но­сти, на­жа­тии оп­ре­де­лен­ной по­сле­до­ва­тель­но­сти кла­виш, вы­пол­не­нии од­но­тип­но­го ря­да ка­ких-ли­бо ариф­ме­ти­че­ских опе­ра­ций. В по­доб­ных слу­ча­ях час­то мож­но вос­поль­зо­вать­ся ап­па­ра­том мак­ро­ко­манд.

Мак­ро­ко­ман­ды (час­то на­зы­вае­мые мак­ро или мак­рос) яв­ля­ют­ся од­но­строч­ны­ми со­кра­ще­ния­ми для груп­пы ко­манд. Ис­поль­зуя мак­ро­ко­ман­ду, про­грам­мист по су­ще­ст­ву оп­ре­де­ля­ет од­ну “ко­ман­ду” для пред­став­ле­ния не­ко­то­рой по­сле­до­ва­тель­но­сти ко­манд.

Оп­ре­де­ляя со­от­вет­ст­вую­щие мак­ро­ко­ман­ды, опе­ра­тор мо­жет удоб­ным для се­бя об­ра­зом вво­дить свои соб­ст­вен­ные сред­ст­ва бо­лее вы­со­ко­го уров­ня, не за­бо­тясь о струк­ту­ре сис­те­мы. Он мо­жет дос­тиг­нуть крат­ко­сти и про­сто­ты управ­ле­ния сис­те­мой, не те­ряя при этом ос­нов­ных преимуществ ис­поль­зо­ва­ния ис­ход­ной сис­те­мы, та­кой, как на­при­мер язык ас­семб­ле­ра. Круп­ные мак­ро­опе­ра­ции уп­ро­ща­ют поль­зо­ва­ние, от­лад­ку и мо­ди­фи­ка­цию про­грамм, и об­лег­ча­ют стан­дар­ти­за­цию. Мно­гие раз­ра­бот­чик вы­чис­ли­тель­ных ма­шин ис­поль­зу­ют мак­ро­ко­ман­ды для ав­то­ма­ти­за­ции со­став­ле­ния “под­хо­дя­щих” опе­ра­ци­он­ных сис­тем в про­цес­се, на­зы­вае­мом ге­не­ра­ци­ей сис­те­мы
МАК­РО­КО­МАН­ДЫ
В сво­ей про­стей­шей фор­ме мак­ро­ко­ман­да пред­став­ля­ет со­бой со­кра­ще­ние для обо­зна­че­ния по­сле­до­ва­тель­но­сти опе­ра­ций
Рас­смот­рим сле­дую­щий на­бор ко­манд, взя­тый из мак­ро­язы­ка IDE для Borland C++ вер­сии 3.1 (TEMC). Рас­смот­рим сле­дую­щую про­грам­му, на­пи­сан­ную с по­мо­щью этих опе­ра­ций
При­мер 1
     .

     .

     .

     SetPrevPos;

     FixScreenPos;

     PageScreenUp;

     FixCursorPos;

     .

     .

     .

     SetPrevPos;

     FixScreenPos;

     PageScreenUp;

     FixCursorPos;

     .

     .

     .
В при­ве­ден­ной про­грам­ме по­сле­до­ва­тель­ность ко­манд
     SetPrevPos;

     FixScreenPos;

     PageScreenUp;

     FixCursorPos;
встре­ча­ет­ся два­ж­ды.
Ап­па­рат мак­ро­ко­манд по­зво­ля­ет при­сво­ить этой по­сле­до­ва­тель­но­сти имя и ис­поль­зо­вать это имя вме­сто нее. Мож­но так­же оп­ре­де­лить не­ко­то­рый мак­ро­язык, по­зво­ляю­щий рас­смат­ри­вать дан­ную кон­ст­рук­цию, как оп­ре­де­ле­ние и в даль­ней­шем ис­поль­зо­вать это оп­ре­де­ле­ние.
Фак­ти­че­ски, мак­ро­про­цес­сор пред­став­ля­ет со­бой отдельный язы­ко­вой про­цес­сор со сво­им соб­ст­вен­ным язы­ком.
Фор­ма­ты мак­ро­оп­ре­де­ле­ний в раз­лич­ных сис­те­мах мо­жет от­ли­чать­ся друг от дру­га. В дан­ном слу­чае по­сле­до­ва­тель­ность ко­манд, оп­ре­де­ляю­щая мак­ро­ко­ман­ду име­ет сле­дую­щий фор­мат
MACRO <macro name>

-----------------

-----------------

-----------------

END;
Псев­до­ко­ман­да MACRO - пер­вая стро­ка оп­ре­де­ле­ния - оп­ре­де­ля­ет сле­дую­щий за ней иден­ти­фи­ка­тор, как имя мак­ро­ко­ман­ды. Вслед за этой стро­кой рас­по­ла­га­ет­ся по­сле­до­ва­тель­ность ко­манд, на­зы­вае­мых “те­лом мак­ро­оп­ре­де­ле­ния”.  Оп­ре­де­ле­ние за­кан­чи­ва­ет­ся стро­кой с псев­до­ко­ман­дой END.
Ес­ли мак­ро­ко­ман­да оп­ре­де­ле­на, то ис­поль­зо­ва­ние име­ни со­от­вет­ст­вую­щей мак­ро­ко­ман­ды в ка­че­ст­ве мне­мо­ни­ки ко­да в про­грам­ме эк­ви­ва­лент­но ис­поль­зо­ва­нию со­от­вет­ст­вую­щей по­сле­до­ва­тель­но­сти ко­манд. Ес­ли по­вто­ряю­щей­ся по­сле­до­ва­тель­но­сти ко­манд дать имя “MacPageUp”, то наш при­мер мож­но бу­дет пе­ре­пи­сать сле­дую­щим об­ра­зом:


Ис­ход­ный текст
Рас­ши­ре­ние ис­ход­но­го тек­ста


MACRO MacPageUp

     SetPrevPos;

     FixScreenPos;

     PageScreenUp;

     FixCursorPos;

END;

.

.

.

MacPageUp

.

.

.

MacPageUp

.

.

.
.

.

.

SetPrevPos;

FixScreenPos;

PageScreenUp;

FixCursorPos;

.

.

.

SetPrevPos;

FixScreenPos;

PageScreenUp;

FixCursorPos;

.

.

.


В дан­ном слу­чае мак­ро­про­цес­сор за­ме­ня­ет ка­ж­дую мак­ро­ко­ман­ду (мак­ро­вы­зов) стро­ка­ми:
     SetPrevPos;

     FixScreenPos;

     PageScreenUp;

     FixCursorPos;
Та­кой про­цесс за­ме­ны на­зы­ва­ет­ся рас­ши­ре­ни­ем мак­ро­ко­ман­ды. За­ме­тим, что са­мо мак­ро­оп­ре­де­ле­ние не по­яв­ля­ет­ся в рас­ши­ре­нии ис­ход­но­го тек­ста. Оп­ре­де­ле­ние со­хра­ня­ет­ся мак­ро­про­цес­со­ром. Вхо­ж­де­ние в ис­ход­ную про­грам­му име­ни мак­ро­ко­ман­ды как мне­мо­ни­ки опе­ра­ции на­зы­ва­ет­ся мак­ро­вы­зо­вом.
ОПЕ­РА­ТО­РЫ МАК­РО­КО­МАНД
Ап­па­рат мак­ро­ко­манд в том ви­де, как он был опи­сан до сих пор, по­зво­ля­ет под­став­лять по­сле­до­ва­тель­но­сти ко­манд вме­сто мак­ро­вы­зо­вов, при­чем все об­ра­ще­ния к мак­ро­оп­ре­де­ле­нию бу­дут за­ме­не­ны иден­тич­ны­ми по­сле­до­ва­тель­но­стя­ми ко­манд. Та­кой ап­па­рат не­дос­та­точ­но ги­бок: в мак­ро­вы­зо­ве нет средств мо­ди­фи­ци­ро­вать ко­ды, ко­то­рые его за­ме­ня­ют. Су­ще­ст­вен­ное рас­ши­ре­ние воз­мож­но­стей мак­ро­средств дос­ти­га­ет­ся до­бав­ле­ни­ем опе­ран­дов (па­ра­мет­ров) мак­ро­ко­манд.
Рас­смот­рим сле­дую­щую про­грам­му:
При­мер 2:
     .

     .

     .

     SetPrevPos;

     MoveToMark(1);

     CenterFixScreenPos;

     .

     .

     .

     SetPrevPos;

     MoveToMark(2);

     CenterFixScreenPos;

     .

     .

     .
В дан­ном слу­чае по­сле­до­ва­тель­но­сти ко­манд очень по­хо­жи, но не аб­со­лют­но иден­тич­ны.  В пер­вой по­сле­до­ва­тель­но­сти ис­поль­зу­ет­ся опе­ранд “1”, а во вто­ром - опе­ранд “2”. Мож­но счи­тать, что они вы­пол­ня­ют од­ну и ту же опе­ра­цию с пе­ре­мен­ным па­ра­мет­ром, или опе­ран­дом. Та­кой па­ра­метр на­зы­ва­ют “опе­ран­дом мак­ро­ко­ман­ды” или “фор­маль­ным па­ра­мет­ром”, и он обыч­но объ­яв­ля­ет­ся в той же стро­ке, где и имя мак­ро­са. В слу­чае ра­бо­ты с язы­ком мак­ро­ас­семб­ле­ра, он обыч­но по­ме­ча­ет­ся сим­во­лом &, что от­ли­ча­ет его как сим­вол мак­ро­язы­ка от сим­во­лов ас­семб­ле­ра. В на­шем слу­чае, фир­ма Бор­ланд не пре­ду­смот­ре­ла в сво­ем мак­ро­язы­ке ра­бо­ты с мак­ро­опе­ран­да­ми, од­на­ко мож­но пред­по­ло­жить, что ес­ли бы мак­ро­оп­ре­де­ле­ния в язы­ке TEMC мог­ли бы об­ра­ба­ты­вать по­доб­ную си­туа­цию, то фор­мат мак­ро­оп­ре­де­ле­ния мог бы вы­гля­деть сле­дую­щим об­ра­зом:
MACRO <macro name>(<paramlist>)

-----------------

-----------------

-----------------

END;
где <paramlist> это пе­ре­чис­ле­ние че­рез за­пя­тую всех опе­ран­дов мак­ро­са.
Пре­ды­ду­щая про­грам­ма в та­ком слу­чае мо­жет быть пе­ре­пи­са­на сле­дую­щим об­ра­зом:



Ис­ход­ный текст
Рас­ши­ре­ние ис­ход­но­го тек­ста

MACRO MacGoto(labelno)

          SetPrevPos;

          MoveToMark(labelno);

          CenterFixScreenPos;

END;
.

.

.

MacGoto(1)

.

.

.

MacGoto(2)

.

.

.

.

.

.

SetPrevPos;

MoveToMark(1);

CenterFixScreenPos;

.

.

.

SetPrevPos;

MoveToMark(2);

CenterFixScreenPos;

.

.

.


Сле­ду­ет за­ме­тить, что мак­ро­ко­ман­да мо­жет иметь и бо­лее од­но­го опе­ран­да. Ка­ж­дый опе­ранд дол­жен при этом со­от­вет­ст­во­вать фор­маль­но­му па­ра­мет­ру в стро­ке оп­ре­де­ле­ния име­ни мак­ро­са.
Рас­смот­рим сле­дую­щий при­мер:
При­мер 3:
.

.

.

ScrollScreenDown;

ScrollScreenLeft(0);

FixCursorPos;

.

.

.

ScrollScreenUp;

ScrollScreenLeft(1);

FixCursorPos;

.

.

.
В дан­ном слу­чае опе­ран­ды в ис­ход­ных по­сле­до­ва­тель­но­стях ко­манд раз­лич­ны, как и ко­ман­ды. Эта про­грам­ма мо­жет быть пе­ре­пи­са­на так:



Ис­ход­ный текст
Рас­ши­ре­ние ис­ход­но­го тек­ста

MACRO MacMove(cmd,left)

      cmd;

      ScrollScreenLeft(left);

      FixCursorPos;

END;

.

.

.

MacMove(ScrollScreenDown,0)

.

.

.

MacMove(ScrollScreenUp,1)
.

.

ScrollScreenDown;

ScrollScreenLeft(0);

FixCursorPos;

.

.

.

ScrollScreenUp;

ScrollScreenLeft(1);

FixCursorPos;

.

.

.


Сле­ду­ет от­ме­тить, что су­ще­ст­ву­ет два ос­нов­ных спо­со­ба за­да­ния опе­ран­дов. Пер­вый спо­соб - по­зи­ци­он­ный по­ка­зан в вы­ше­стоя­щем при­ме­ре. Су­ще­ст­ву­ет так­же спо­соб ука­за­ния с при­ме­не­ни­ем клю­че­вых опе­ран­дов, ко­то­рый по­зво­ля­ет об­ра­щать­ся к фор­маль­ным опе­ра­то­рам, как по име­нам так и по по­зи­ции. Ссы­ла­ясь на фор­маль­ные опе­ра­то­ры в оп­ре­де­ле­нии MacMove мож­но так­же ис­поль­зо­вать сле­дую­щий вы­зов:
MacMove(cmd=ScrollScreenUp,left=1)
УС­ЛОВ­НОЕ МАК­РО­РАС­ШИ­РЕ­НИЕ
Ино­гда воз­ни­ка­ют по­треб­но­сти из­ме­нять по­ря­док команд мак­ро­рас­ши­ре­ния внут­ри мак­ро­са.
Рас­смот­рим сле­дую­щую про­грам­му:
При­мер 4:
.

.

.

ScrollScreenLeft(1);

LiteralChar('-');

.

.

.

ScrollScreenDown;

ScrollScreenLeft(2);

LiteralChar('*');

.

.

.
В этом при­ме­ре не толь­ко па­ра­мет­ры, но и ко­ли­че­ст­во ко­манд - пе­ре­мен­ная ве­ли­чи­на. Эта про­грам­ма мо­жет быть за­пи­са­на сле­дую­щим об­ра­зом:
.

.

.

MACRO Mac1(p1,left,chr)

IF p1==1 THEN

        ScrollScreenDown;

ENDIF

ScrollScreenLeft(2);

LiteralChar('*');

END



.

.

.

Mac1(1,2,’-’)

.

.

.

Mac1(0,1,’*’)

.

.

.
.

.

.

ScrollScreenLeft(1);

LiteralChar('-');

.

.

.

ScrollScreenDown;

ScrollScreenLeft(2);

LiteralChar('*');

.

.

.


Ком­би­на­ция IF...THEN...ELSE яв­ля­ет­ся мак­ро­мет­ка­ми или сим­во­ла­ми сле­до­ва­ния и не по­яв­ля­ют­ся в вы­ход­ном тек­сте мак­ро­про­цес­со­ра. В мак­ро­язы­ке так­же мо­гут быть пре­ду­смот­ре­ны псев­до­ко­ман­ды ус­лов­но­го и без­ус­лов­но­го пе­ре­хо­да на псев­до-мет­ку, с ко­то­рой мак­ро­про­цес­сор про­дол­жит об­ра­бот­ку тек­ста про­грам­мы. Точ­но так же, как и в слу­чае вы­пол­не­ния про­грам­мы, опе­ра­то­ры пе­ре­хо­дов слу­жат для ука­за­ния вы­пол­не­ния опе­ра­то­ров про­грам­мы, опе­ра­то­ры мак­ро-пе­ре­хо­дов слу­жат для ука­за­ния по­ряд­ка компиляции тек­ста про­грам­мы. Это да­ет воз­мож­ность в про­цес­се рас­ши­ре­ния по­лу­чать кон­крет­ные ва­ри­ан­ты по­сле­до­ва­тель­но­стей ко­манд, со­от­вет­ст­вую­щие дан­но­му слу­чаю при­ме­не­ния мак­ро­ко­ман­ды. Вы­пол­не­ние пе­ре­хо­дов и про­ве­рок внут­ри вы­пол­няе­мо­го ко­да уве­ли­чи­ва­ет его раз­мер и вре­мя вы­пол­не­ния, в то вре­мя, как про­вер­ка и пе­ре­хо­ды в мак­ро­сах про­ис­хо­дят на ста­дии ком­пи­ля­ции и по­это­му не тре­бу­ют за­трат вре­ме­ни при вы­пол­не­нии ко­да. Эта воз­мож­ность из­би­ра­тель­ной вы­бор­ки нуж­ных час­тей тек­ста яв­ля­ет­ся од­ним из са­мых мощ­ных средств в сис­тем­ном про­грам­ми­ро­ва­нии.
МАК­РО­ВЫ­ЗО­ВЫ ВНУТ­РИ МАК­РО­ОП­РЕ­ДЕ­ЛЕ­НИЯ
По­сколь­ку мак­ро­оп­ре­де­ле­ния яв­ля­ют­ся, по су­ти, “со­кра­ще­ния­ми” для по­сле­до­ва­тель­но­сти ко­манд, то по­лез­ным свой­ст­вом бы­ла бы воз­мож­ность про­из­во­дить та­кие “со­кра­ще­ния” внут­ри са­мих мак­ро­оп­ре­де­ле­ний.
При­мер 5:
.

.

.

MACRO Mac1

          SetPrevPos;

          CursorCharRight;

END

.

.

.

MACRO Mac2

          Mac1

          Mac1

END

.

.

.
Внут­ри мак­ро­оп­ре­де­ле­ния Mac2 два­ж­ды про­ис­хо­дит ссыл­ка на мак­ро­оп­ре­де­ле­ние Mac1. Это по­мог­ло нам умень­шить дли­ну мак­ро­оп­ре­де­ле­ния Mac2 и сде­ла­ло его бо­лее лег­ким для по­ни­ма­ния. Та­кое ис­поль­зо­ва­ние мак­ро­средств при­во­дит к мак­ро­рас­ши­ре­ни­ям на не­сколь­ких уров­нях вло­жен­но­сти, на­при­мер:


Ис­ход­ный текст
Рас­ши­ре­ние ис­ход­но­го тек­ста (уро­вень 1)
Рас­ши­ре­ние ис­ход­но­го тек­ста (уро­вень 2)

.

.

.

MACRO Mac1

  SetPrevPos;

  CursorCharRight;

END
MACRO Mac2

  Mac1

  Mac1

END

.

.

.
Mac2
.

.

.

MACRO Mac2

  SetPrevPos;

  CursorCharRight;

  SetPrevPos;

  CursorCharRight;

END
Mac2
.

.

.

SetPrevPos;

CursorCharRight;

SetPrevPos;

CursorCharRight;

.

.

.



Мак­ро­вы­зо­вы, внут­ри мак­ро­оп­ре­де­ле­ний мо­гут вклю­чать не­сколь­ко уров­ней. На­при­мер, ко­ман­да Mac2 мог­ла бы быть вы­пол­не­на внут­ри дру­го­го мак­ро­оп­ре­де­ле­ния. Фак­ти­че­ски, та­кие сред­ст­ва, как мак­ро-пе­ре­хо­ды да­ют воз­мож­ность лю­бое чис­ло раз об­ра­щать­ся к лю­бо­му мак­ро­оп­ре­де­ле­нию, и да­же к са­мо­му се­бе. Та­кие вы­зо­вы на­зы­ва­ют­ся ре­кур­сив­ны­ми.
МАК­РО­ОП­РЕ­ДЕ­ЛЕ­НИЯ В МАК­РО­ОП­РЕ­ДЕ­ЛЕ­НИ­ЯХ
Мы рас­смат­ри­ва­ли мак­ро­ко­ман­ды, как обоб­щен­ные со­кра­ще­ния для по­сле­до­ва­тель­но­сти ко­манд. Пред­став­ля­ет­ся ра­зум­ным раз­ре­шить ис­поль­зо­ва­ние в те­ле мак­ро­оп­ре­де­ле­ния лю­бых до­пус­ти­мых син­так­си­сом пред­ло­же­ний, в том чис­ле и дру­гие мак­ро­оп­ре­де­ле­ния.
Не­об­хо­ди­мо, од­на­ко, по­ни­мать, что внут­рен­нее мак­ро­оп­ре­де­ле­ние не бу­дет оп­ре­де­ле­но до тех пор, по­ка не про­изой­дет вы­зов внеш­не­го мак­ро­са. Это - след­ст­вие ме­то­да реа­ли­за­ции мак­ро­оп­ре­де­ле­ний. На­при­мер, пусть поль­зо­ва­тель хо­чет оп­ре­де­лить груп­пу мак­ро­оп­ре­де­ле­ний для об­ра­ще­ния к под­про­грам­мам с по­мо­щью ка­кой-то стан­дар­ти­зи­ро­ван­ной вы­зы­ваю­щей по­сле­до­ва­тель­но­сти. При­ве­ден­ный ни­же при­мер оп­ре­де­ля­ет мак­ро­ко­ман­ду DEFINE, ко­то­рая при ука­за­нии в ка­че­ст­ве ее опе­ран­да име­ни под­про­грам­мы оп­ре­де­ля­ет со­от­вет­ст­вую­щий это­му име­ни мак­рос. От­дель­ные ге­не­ри­руе­мые мак­ро­оп­ре­де­ле­ния по­лу­ча­ют име­на свя­зан­ных с ни­ми под­про­грамм.
При­мер 6:
.

.

.

МАСRO DEFINE sub

          .......

          .......

          MACRO sub(param)

                   ......

                   ......

                   sub(param)

                   ......

                   ......

          END

          ......

          ......

END
Поль­зо­ва­тель мо­жет об­ра­тить­ся к это­му мак­ро­оп­ре­де­ле­нию сле­дую­щим об­ра­зом:
DEFINE(cos)
оп­ре­де­ляя та­ким об­ра­зом но­вое мак­ро­оп­ре­де­ле­ние с име­нем  cos, к ко­то­ро­му впо­след­ст­вии мож­но об­ра­щать­ся сле­дую­щим об­ра­зом:
cos(х)
и мак­ро­про­цес­сор сге­не­ри­ру­ет со­от­вет­ст­вую­щую по­сле­до­ватель­ность вы­зо­ва функ­ции.



РЕА­ЛИ­ЗА­ЦИЯ
Та­ким об­ра­зом, на­ми был опи­сан ва­ри­ант реа­ли­за­ции мак­ро­язы­ка. Рас­смот­рим ме­тод реа­ли­за­ции мак­ро­язы­ка. В ка­че­ст­ве при­ме­ра возь­мем клас­си­че­ский язык мак­ро­ас­семб­ле­ра.
ПО­СТА­НОВ­КА ЗА­ДА­ЧИ
Лю­бой про­цес­сор мак­ро­ко­манд дол­жен ре­шать сле­дую­щие че­ты­ре ос­нов­ные за­да­чи:
1.     Рас­по­зна­вать мак­ро­оп­ре­де­ле­ния. Про­цес­сор мак­ро­ко­манд дол­жен рас­по­зна­вать мак­ро­оп­ре­де­ле­ния, вы­де­ляе­мые со­от­вет­ст­вую­щи­ми псев­до­ко­ман­да­ми. В язы­ке мак­ро­ас­семб­ле­ра эти­ми псев­до­опе­ра­то­ра­ми яв­ля­ют­ся псев­до­ко­ман­ды MACRO и MEND. Эта за­да­ча мо­жет быть ус­лож­не­на тем, что внут­ри мак­ро­оп­ре­де­ле­ний мо­гут встре­чать­ся так­же дру­гие мак­ро­оп­ре­де­ле­ния. Ко­гда мак­ро­оп­ре­де­ле­ния вло­же­ны, как бы­ло про­де­мон­ст­ри­ро­ва­но вы­ше, мак­ро­про­цес­сор дол­жен пра­виль­но рас­по­зна­вать вло­же­ния и со­пос­та­вить на­ча­ло и ко­нец мак­ро­са. Весь вло­жен­ный текст, вклю­чая и дру­гие мак­ро­оп­ре­де­ле­ния оп­ре­де­ля­ет от­дель­ную мак­ро­ко­ман­ду.

2.     За­по­ми­нать мак­ро­оп­ре­де­ле­ния. Про­цес­сор дол­жен за­пом­нить оп­ре­де­ле­ния мак­ро­ко­манд, ко­то­рые бу­дут впо­след­ст­вии ис­поль­зо­вать­ся для рас­ши­ре­ния мак­ро­вы­зо­вов

3.     Рас­по­зна­вать вы­зо­вы. Не­об­хо­ди­мо так­же и рас­по­зна­вать мак­ро­вы­зо­вы, пред­став­лен­ные в ви­де мне­мо­ни­че­ско­го ко­да опе­ра­ции. Это пред­по­ла­га­ет, что име­на мак­ро­ко­манд об­ра­ба­ты­ва­ют­ся на тех же са­мых ос­но­ва­ни­ях, как и один из ко­дов опе­ра­ции.

4.     Вы­пол­нять рас­ши­ре­ние мак­ро­ко­манд и под­ста­нов­ку фак­ти­че­ских па­ра­мет­ров. Вме­сто фор­маль­ных па­ра­мет­ров мак­ро­оп­ре­де­ле­ния мак­ро­про­цес­сор дол­жен под­ста­вить со­от­вет­ст­вую­щие опе­ран­ды мак­ро­ко­ман­ды. Этот текст, в свою оче­редь мо­жет со­дер­жать как мак­ро­ко­ман­ды так и мак­ро­оп­ре­де­ле­ния.

Та­ким об­ра­зом, мак­ро­про­цес­сор дол­жен рас­по­зна­вать и об­ра­ба­ты­вать мак­ро­оп­ре­де­ле­ния и мак­ро­ко­ман­ды.
Что же ка­са­ет­ся фор­маль­ных па­ра­мет­ров, то тут нуж­но при­нять не­сколь­ко ре­ше­ний. Не­об­хо­ди­мо оп­ре­де­лить - мо­гут ли они встре­чать­ся в ка­че­ст­ве ко­да опе­ра­ции, ка­ков син­так­сис до­пус­ти­мых па­ра­мет­ров. В раз­ных реа­ли­за­ци­ях мак­ро­язы­ков мо­гут встре­чать­ся раз­ные ва­ри­ан­ты ме­то­ды реа­ли­за­ции по­доб­ных си­туа­ций, по­это­му мож­но толь­ко дать не­ко­то­рые ра­зум­ные ва­ри­ан­ты, по­кры­ваю­щие боль­шую часть воз­мож­ных реа­ли­за­ций. Фор­маль­ные па­ра­мет­ры мо­гут встре­чать­ся в мак­ро­оп­ре­де­ле­нии где угод­но, в том чис­ле и в ко­ман­де и в ко­де опе­ра­ции. Мы хо­тим, что­бы бы­ла обес­пе­че­на воз­мож­ность кон­ка­те­на­ции фор­маль­ных па­ра­мет­ров мак­ро­оп­ре­де­ле­ния с фик­си­ро­ван­ны­ми сим­воль­ны­ми стро­ка­ми. В та­ком слу­чае вста­ет во­прос о не­ко­ем раз­де­ли­тель­ном сим­во­ле, обес­пе­чи­ваю­щем кон­ка­те­на­цию фор­маль­ных па­ра­мет­ров и за­дан­ных поль­зо­ва­те­лем сим­воль­ных по­сле­до­ва­тель­но­стей.
На­при­мер, ес­ли из один из па­ра­мет­ров дол­жен быть со­еди­нен с дру­гим (macro[x,y] = xy), то воз­мо­жен син­так­сис x&y, что оз­на­ча­ет кон­ка­те­на­цию фор­маль­но­го па­ра­мет­ра x с фор­маль­ным па­ра­мет­ром y. Этот слу­чай не вы­зы­ва­ет боль­ших труд­но­стей. Го­раз­до слож­ней об­ра­ба­ты­ва­ет­ся слу­чай, ко­гда речь идет о под­ста­нов­ке па­ра­мет­ра внут­ри сим­воль­ной стро­ки. В та­ком слу­чае воз­мож­ным вы­хо­дом бу­дет кон­ка­те­на­ция по умол­ча­нию двух по­сле­до­ва­тель­но друг за дру­гом иду­щих сим­воль­ных строк, а так­же пре­об­ра­зо­ва­ние фор­маль­но­го па­ра­мет­ра, за­клю­чен­но­го в скоб­ки к сим­воль­ной стро­ке. Та­ким об­ра­зом, ес­ли мы хо­тим, что­бы в мак­ро­се фи­гу­ри­ро­ва­ла стро­ка ви­да “blablabla[x]xxxxx”, где [x] долж­но за­ме­нять­ся фор­маль­ным па­ра­мет­ром впол­не воз­мож­но за­ме­нить стро­ку та­ко­го ви­да стро­кой ти­па “blablabla”(x)”xxxxx”.
На­до за­ме­тить, что мно­же­ст­во за­ме­ча­тель­ных идей по реа­ли­за­ции по­доб­ных мак­ро­язы­ков реа­ли­зо­ва­но в язы­ке REXX, под­дер­жи­вае­мом на сис­тем­ном уров­не опе­ра­ци­он­ной сис­те­мой OS/2 ком­па­нии IBM.
Так­же для вы­пол­не­ния функ­ций ус­лов­ных пе­ре­хо­дов долж­ны вы­чис­лять­ся не­ко­то­рые ариф­ме­ти­че­ские вы­ра­же­ния (возь­мем в при­мер хо­тя бы обык­но­вен­ных счет­чик). Та­ким об­ра­зом час­то ока­зы­ва­ет­ся по­лез­ной воз­мож­ность ис­поль­зо­ва­ния псев­до-пе­ре­мен­ных вре­ме­ни ком­пи­ля­ции внут­ри мак­ро­сов.



ДВУ­ПРОС­МОТ­РО­ВЫЙ АЛ­ГО­РИТМ
Нач­нем с не­ко­то­рых уп­ро­щаю­щих пред­по­ло­же­ний. Бу­дем счи­тать, что наш мак­ро­про­цес­сор функ­цио­наль­но не­за­ви­сим от ос­нов­но­го ком­пи­ля­то­ра и его текст бу­дет пе­ре­да­вать­ся это­му ком­пи­ля­то­ру. Сна­ча­ла не раз­ре­шим мак­ро­вы­зо­вы и мак­ро­оп­ре­де­ле­ния внут­ри мак­ро­оп­ре­де­ле­ний.
Мак­ро­про­цес­сор, как и язык ас­семб­ле­ра, про­смат­ри­ва­ет и об­ра­ба­ты­ва­ет стро­ки тек­ста. Но в язы­ке все стро­ки свя­за­ны ад­ре­са­ци­ей - од­на стро­ка мо­жет ссы­лать­ся на дру­гую при по­мо­щи ад­ре­са или име­ни, ко­то­рое долж­но быть “из­вест­но” ас­семб­ле­ру. Бо­лее то­го, ад­рес присваеваемый ка­ж­дой от­дель­ной стро­ке за­ви­сит от со­дер­жи­мо­го, ко­ли­че­ст­ва и ад­ре­сов пред­ше­ст­вую­щих строк. Ес­ли рас­смат­ри­вать мак­ро­оп­ре­де­ле­ние, как еди­ный объ­ект, то мож­но ска­зать, что стро­ки на­ше­го мак­ро­оп­ре­де­ле­ния не так силь­но взаи­мо­свя­за­ны. Мак­ро­оп­ре­де­ле­ния не мо­гут ссы­лать­ся на объ­ек­ты во­вне это­го мак­ро­оп­ре­де­ле­ния. Пред­по­ло­жим, что в те­ле мак­ро­оп­ре­де­ле­ния есть стро­ка INCR X, при­чем пе­ред этой ко­ман­дой па­ра­метр Х по­лу­чил зна­че­ние 10. Мак­ро­про­цес­сор не про­из­во­дит син­так­си­че­ский ана­лиз, а про­из­во­дит про­стую тек­сто­вую под­ста­нов­ку вме­сто “Х” под­став­ля­ет­ся “10”.
Наш ал­го­ритм бу­дет вы­пол­нять 2 сис­те­ма­ти­че­ских про­смот­ра вход­но­го тек­ста. В пер­вый про­ход бу­дут де­тер­ми­ни­ро­ва­ны все мак­ро­оп­ре­де­ле­ния, во вто­рой про­ход бу­дут от­кры­ты все ссыл­ки на мак­ро­сы. Так же, как и язык ас­семб­ле­ра не мо­жет вы­пол­нить ссыл­ку на сим­вол до то­го мо­мен­та, как он встре­тит этот сим­вол, язык мак­ро­ко­манд не мо­жет вы­пол­нить рас­ши­ре­ние до тех пор, по­ка не встре­тит со­от­вет­ст­вую­щее мак­ро­оп­ре­де­ле­ние. Во вре­мя пер­во­го про­смот­ра про­ве­ря­ет­ся ка­ж­дый код опе­ра­ции, мак­ро­оп­ре­де­ле­ния за­по­ми­на­ют­ся в таб­ли­це мак­ро­оп­ре­де­ле­ний, а ко­пия ис­ход­но­го тек­ста без мак­ро­оп­ре­де­ле­ний за­по­ми­на­ет­ся во внеш­ней па­мя­ти, для ис­поль­зо­ва­ния ее при вто­ром про­хо­де. По­ми­мо таб­ли­цы мак­ро­оп­ре­де­ле­ний во вре­мя пер­во­го про­хо­да бу­дет так­же таб­ли­ца имен, во вто­рой про­ход она бу­дет ис­поль­зо­вать­ся для  вы­де­ле­ния мак­ро­опе­ра­ций и рас­ши­ре­ния их до тек­ста со­от­вет­ст­вую­ще­го мак­ро­оп­ре­де­ле­ния.
ДАН­НЫЕ ДЛЯ ПЕР­ВО­ГО ПРО­СМОТ­РА
1. ВХТ - Вход­ной текст

2. ВЫХ1 - Вы­ход­ная ко­пия тек­ста для ис­поль­зо­ва­ния во вто­рой про­ход.

3. МДТ - таб­ли­ца мак­ро­оп­ре­де­ле­ний, в ко­то­рой хра­нят­ся те­ла мак­ро­оп­ре­де­ле­ний

4. МНТ - таблица имен, не­об­хо­ди­мая для хра­не­ния имен мак­ро­ко­манд, оп­ре­де­лен­ных в МНТ

5. МДТС - счет­чик для таб­ли­цы МДТ

6. МНТС - счет­чик для таб­ли­цы МНТ

7. АЛА - мас­сив спи­ска па­ра­мет­ров для под­ста­нов­ки ин­декс­ных мар­ке­ров вме­сто фор­маль­ных па­ра­мет­ров, пе­ред за­по­ми­на­ни­ем оп­ре­де­ле­ния.
ДАН­НЫЕ ДЛЯ ВТО­РО­ГО ПРО­СМОТ­РА
1. ВЫХ1 - Вы­ход­ная ко­пия тек­ста по­сле­ пер­во­го про­хо­да

2. ВЫХ2 - Вы­ход­ная ко­пия тек­ста по­сле­ второ­го про­хо­да

3. МДТ - таб­ли­ца мак­ро­оп­ре­де­ле­ний, в ко­то­рой хра­нят­ся те­ла мак­ро­оп­ре­де­ле­ний

4. МНТ - таблица имен, не­об­хо­ди­мая для хра­не­ния имен мак­ро­ко­манд, оп­ре­де­лен­ных в МНТ

5. МДТС - счет­чик для таб­ли­цы МДТ

6. МНТС - счет­чик для таб­ли­цы МНТ

7. АЛА - мас­сив спи­ска па­ра­мет­ров для под­ста­нов­ки ин­декс­ных мар­ке­ров вме­сто фор­маль­ных па­ра­мет­ров, пе­ред за­по­ми­на­ни­ем оп­ре­де­ле­ния.
АЛГОРИТМ
Ни­же при­ве­де­на фор­маль­ная за­пись со­от­вет­ст­вую­щих ал­го­рит­мов об­ра­бот­ки мак­ро­оп­ре­де­ле­ний двух­про­смот­ро­вым спо­со­бом.
Ка­ж­дый из ал­го­рит­мов осу­ще­ст­в­ля­ет по­строч­ный про­смотр вход­но­го тек­ста.
ПЕР­ВЫЙ ПРО­СМОТР - МАК­РО­ОП­РЕ­ДЕ­ЛЕ­НИЯ: Ал­го­ритм пер­во­го про­смот­ра про­ве­ря­ет ка­ж­дую стро­ку вход­но­го тек­ста. Ес­ли она пред­став­ля­ет со­бой псев­до­опе­ра­цию MACRO, то все сле­дую­щие за ней стро­ки за­по­ми­на­ют­ся в бли­жай­ших сво­бод­ных ячей­ках МДТ. Пер­вая стро­ка мак­ро­оп­ре­де­ле­ния - это имя са­мо­го мак­ро­са. Имя за­но­сит­ся в таблицу имен МНТ с ин­дек­сом этой стро­ки в МДТ. При этом про­ис­хо­дит так­же под­ста­нов­ка но­ме­ров фор­маль­ных па­ра­мет­ров, вме­сто их имен. Ес­ли в те­че­ние про­смот­ра встре­ча­ет­ся ко­ман­да END, то это оз­на­ча­ет, что весь текст об­ра­бо­тан, и управ­ле­ние мож­но пе­ре­да­вать вто­ро­му про­смот­ру для об­ра­бот­ки мак­ро­ко­манд.
ВТО­РОЙ ПРО­СМОТР - РАС­ШИ­РЕ­НИЕ МАК­РО­КО­МАНД: Ал­го­ритм вто­ро­го про­смот­ра про­ве­ря­ет мне­мо­ни­че­ский код ка­ж­до­го пред­ло­же­ния. Ес­ли это имя со­дер­жит­ся в МНТ, то про­ис­хо­дит об­ра­бот­ка мак­ро­пред­ло­же­ния по сле­дую­ще­му пра­ви­лу: из таб­ли­цы МНТ бе­рет­ся ука­за­тель на на­ча­ло опи­са­ния мак­ро­са в МДТ. Макропроцессор го­то­вит мас­сив спи­ска АЛА со­дер­жа­щий таб­ли­цу ин­дек­сов фор­маль­ных па­ра­мет­ров и со­от­вет­ст­вую­щих опе­ран­дов мак­ро­ко­ман­ды. Чте­ние про­из­во­дит­ся из МДТ, по­сле че­го в про­чи­тан­ную стро­ку под­став­ля­ют­ся не­об­хо­ди­мые па­ра­мет­ры, и по­лу­чен­ная та­ким об­ра­зом стро­ка за­пи­сы­ва­ет­ся в ВЫХТ2. Ко­гда встре­ча­ет­ся ди­рек­ти­ва END, текст по­лу­чен­но­го ко­да пе­ре­да­ет­ся для ком­пи­ля­ции ас­семб­ле­ру.


Пер­вый про­смотр
На­ча­ло ал­го­рит­ма
          МДТС = 0

          МНТС = 0

          ФЛАГ ВЫХОДА = 0
          цикл по­ка (ФЛАГ ВЫХОДА == 0) {
                   чтение следующей строки ВХТ
                   если !(операция MACRO) {

                             вывод строки в ВЫХТ1

                             если (операция END) ФЛАГ ВЫХОДА = 1

                   }
                   иначе {

                             чтение идентификатора

                             запись имени и индекса в МНТ

                             МНТС ++

                             приготовить массив списка АЛА

                             запись имени в МДТ

                             МДТС ++
                             цикл {

                                      чтение следующей строки ВХТ

                                      подстановка индекса операторов

                                      добавление в МДТ

                                      МДТС ++

                             } пока !(операция MEND)

                   }

          }
          переход ко второму проходу
конец алгоритма



Второй просмотр
Начало алгоритма
          ФЛАГ ВЫХОДА = 0
          цикл пока (ФЛАГ ВЫХОДА == 0) {
                   чтение строки из ВЫХТ1

                   НАЙДЕНО = поиск кода в МНТ
                   если !(НАЙДЕНО) {

                             запись в ВЫХТ2 строки
                             если (операция END) {

                                      ФЛАГ ВЫХОДА = 1

                             }

                   }
                   иначе {
                             УКАЗАТЕЛЬ = индекс из МНТ

                             Заполнение списка параметров АЛА
                             цикл {

                                      УКАЗАТЕЛЬ ++

                                      чтение след. строки из МДТ

                                      подстановка параметров

                                      вывод в ВЫХТ2

                             } пока !(операция MEND)

                   }

          }
          переход к компиляции
конец алгоритма



ОДНОПРОСМОТРОВЫЙ АЛГОРИТМ
Предположим, что мы допускаем реализацию макроопределения внутри макроопределений. Основная проблема здесь заключена в том, что внутреннее макро определено только после того, как выполнен вызов внешнего. Для обеспечения использования внутреннего макро нам придется повторять как просмотр обработки макроопределений, так и просмотр обработки макрокоманд. Однако существует и еще одно решение, которое позволяет произвести распознавание и расширение в один просмотр.
Рассмотрим аналогию с ассемблером. Макроопределение должно обрабатываться до обработки макрокоманд, поскольку макро должны быть определены для процессора раньше, чем макрокоманды обращения к ним. Однако, если мы наложим ограничение, что каждое макроопределение должно быть определено до того, как произойдет обращение к нему, мы устраним основное препятствие для однопросмотровой обработки. Заметим, что то же самое может быть верно и для символических имен в ассемблере, но такое требование было бы неоправданным ограничением для программиста. В случае же макрорасширения может быть вполне естественно потребовать, чтобы объявления макро предшествовали вызовам. Это не накладывает очень существенных ограничений на использование аппарата макрокоманд. Этот механизм даже не запрещает обращение макро к самому себе, поскольку обращение ведется в тот момент, когда имя макроса уже определено. Расширение же макроса идет не в процессе разбора макроса, а в процессе последующего вызова.
Предложенный ниже алгоритм объединяет два вышеприведенных алгоритма для двупросмотрового макроассемблера в один.
АЛГОРИТМ

Однопросмотровый макроассемблер
Начало алгоритма
          МТДС = 0

          МНТС = 0

          ФЛАГ ВЫХОДА = 0
          цикл пока !(ФЛАГ ВЫХОДА) {
                   чтение следующей строки ВХТ

                   НАЙДЕНО = поиск кода в МНТ
                   если (НАЙДЕНО) {
                             МДИ = 1

                             УКАЗАТЕЛЬ = индекс из МНТ

                             Заполнение списка параметров АЛА
                             цикл {

                                      УКАЗАТЕЛЬ ++

                                      чтение след. строки из МДТ

                                      подстановка параметров

                                      вставка во ВХТ

                             } пока !(операция MEND)

                  
                   иначе если !(операция MACRO) {

                             вывод строки в ВЫХТ1

                             если (операция END) ФЛАГ ВЫХОДА = 1

                   }
                   иначе {

                             чтение идентификатора

                             запись имени и индекса в МНТ

                             МНТС ++

                             приготовить массив списка АЛА

                             запись имени в МДТ

                             МДТС ++
                             цикл {

                                      чтение следующей строки ВХТ

                                      подстановка индекса операторов

                                      добавление в МДТ

                                      МДТС ++

                             } пока !(операция MEND)

                   }

          }
конец алгоритма
ОПИСАНИЕ АЛГОРИТМА
данный алгоритм является упрощением алгоритма приведенного в [1], глава 4.3.2. Различие состоит в том, что современные средства интеллектуализации программирования дают нам возможность осуществлять вставки и удаления из крупных массивов с минимальными затратами процессорного времени, что было невозможно при использовании перфокарт. Кроме того, скорость работы современных процессоров настолько велика, что позволяет производить прямые вставки и удаления в массивах данных средней величины (скажем, до 64 килобайт) в режиме реального времени. Таким образом, расширение исходного макроса может быть напрямую вставлено в массив исходного текста и обработано в расширенном виде. Такая технология позволяет значительно упростить алгоритм обработки макроязыка.



РЕАЛИЗАЦИЯ ВНУТРИ АССЕМБЛЕРА
Макропроцессор, описанный нами  предназначался для обработки текста в режиме препроцессора, то-есть он выполнял полный просмотр входного текста, до того, как передать управление ассемблеру. Но макропроцессор также может быть реализован внутри первого прохода ассемблера. Такая реализация позволяет исключить промежуточные файлы, и позволяет достичь на порядок большей интеграции макропроцессора и ассемблера путем объединения сходных функций. Например, возможно объединение таблиц имен макросов и имен кода операции; специальный признак может указывать на то макро это или встроенная операция.
Основные преимущества включения макропроцессора в первый просмотр состоят в следующем:
1.   Многие функции не надо реализовывать дважды (например, функции ввода-вывода, проверки на тип, и.т.п.)

2.   В процессе обработки отпадает необходимость создавать промежуточные файлы или массивы данных.

3.   У программиста появляются дополнительные возможности по совмещению средств ассемблера (например, команды EUQ) совместно с макрокомандами.

Основные недостатки:
1.    Программа должна требовать больше оперативной памяти, что критично на некоторых типах ЭВМ, не имеющих много оперативной памяти.

2.   Реализация подобного типа задачи может оказаться на порядок сложнее, чем отдельная реализация ассемблера и макропроцессора.

Отдельно от рассмотрения реализации аппарата макросредств в ассемблер лежит рассмотрение дополнительного просмотра, используемого многими программами для выявления определенных характеристик исходной программы, таких как типы данных. Располагая таким макропроцессором, можно использовать команды условной компиляции, позволяющие поставить расширение макрокоманд в зависимость от определенных характеристик программы.





ВЫВОДЫ
Макроязыки и соответствующие им макропроцессоры представляют собой самостоятельную форму языков программирования. При использовании вместе с ассемблером, макропроцессор является для программиста полезным инструментом и по существу, позволяет ему самому определять свой язык “вы­со­ко­го” уровня.
Существуют четыре основных задачи, решаемых макропроцессором:
1.   Распознавание макроопределений

2.   Хранение макроопределений

3.   Распознавание макрокоманд

4.   Расширение макрокоманд и подстановка параметров

Макропроцессор в ассемблере может быть реализован несколькими способами:
1.   Независимый двухпросмотровый ассемблер

2.   Независимый однопросмотровый ассемблер

3.   Процессор, совмещенный с первым проходом стандартного двухпросмотрового ассемблера.



ССЫЛКИ

В работе над рефератом использовалась следующая литература:
[1] Дж. Джор­дан - “Сис­тем­ное про­грам­ми­ро­ва­ние”

[2] IBM OS/2 - “REXX Programmer’s Reference”

[3] Borland C++ - Included documentation and sources.



1. Курсовая Бизнес - план компьютерного клуба
2. Сочинение на тему Островский а. н. - Дикой и кабаниха основные черты самодурства
3. Диплом Организация инновационной деятельности предприятия на примере ОАО Металлургический завод им
4. Реферат Бочкарёв, Василий Иванович
5. Реферат на тему Geography Essay Research Paper Geography in History
6. Реферат Распределение и использование прибыли предприятия
7. Курсовая на тему Условия выращивания и содержания ремонтного молодняка на птицефабрике Рефтинская
8. Лекция на тему Английский язык 11
9. Курсовая Положительное влияние физической культуры и спорта на учебную успеваемость школьников
10. Реферат Действие электрического тока на организм человека