Тілдің контексті бос емес қасиеттері. Символдар кестесінің ұйымдастыру. Идентификатордың кестесі. Орналастыру кестесі

Тізімді қойылым кестесі. Орналастыру функциясы. Ағаштар кестесі. Блоқтық құрылым.

1. 
   Жады ұйымдастыру. Статикалық және динамикалық жады.
   
2. 
   Компиляцияның уақыт адресі. Уақытша жады.
   
3. 
   Кодтың генерациясы. Кодты құру. Үш адресті код. Р – коды. Байт – коды. Машиналық кодты құру.
   
4. 
   Нұсқаның таңдауы. Регистрлердің үлестіру. Объектті кодтың ықшамдылығы.
   

Фундаменталды шешім бірінші РС-ны жобалағанда қабылданған. 8088-ші микропроцессор қолдануы үшін, ол мекендік болу тиіс. Белгілі болғандай, қолданылған IBM PC, PC/XT микропроцессор і8088 өзінің 20 мекендік шині арқылы барлық 1-Мбайттік жадтың кеңестігіне кіре алады.

ІВМ конструкторлары спецификалық мақсатта жадтың арнайы аймағын бөлуді қажет деп тапты. Олар барлық жадты бөлімдерге бөлуді және әрбір бөлім өзінің функциясын таратуға арналған. Нәтижесі диаграмма жадтың картасы деп аталған. РС-ны өндіруде барлық жадтың жартысы резервтелген. Мекендік кеңістіктің жоғарғы жартысы ВІОS кодының мазмұны үшін және жадқа тікелей процессорлық кіруге бөлінген. Алғашқы бірнеше Кбайт система туралы ақпаратқа және негізгі кодтар секциясының орналасуына резервтелген. Олар программаны қамтамасыз ету кезінде орындалады. Бұл жад ұяшықтары үзіліс векторлары деп аталады, ал программалық кодтың функциясы – үзіліс механизмі деп аталады.

Мекендік кеңістіктің аяғында 16 байт номиналымен клавиатура буфері орналасқан. Бұл буфер процессор басқа тапсырманы орындағанда терілген мәтінді сақтау үшін қажет. Тапсырма орындалғаннан кейін бұл мәтін қайта өңделеді. Компьютердің ұнамсыз дыбысы буфердің толғанын және ары қарай басу қажет еместігін көрсетеді. Сонымен қатар, әртүрлі системалық жалаулар, (системалық ішкі жағдайын көрсететін) олар да жадтың төменгі бөлімінде сақталады. Сол кезде компьютерлер 60К жадына ие болғанда 512К жады ғажайып болып көрінеді. Сондықтан 128К программалау қамтамасыз етудің юрисдикциясына беріледі, қалған 384К бастапқы мекендік кеңістік BIOS программасын қолдануға және көру жадына арналды. Бұл шешім 640К стандартты жадты (DOS-қа арналған) шығарды. Бұл программаны орындау кезінде 8088 операция орындай алатын мекендік кеңістіктің жоғарғы мүмкіндігі, кейіннен бұл 640К базалық жад деп аталады, себебі барлық ІВМ біріңғай системалары орын алатын негізгі стандарт болып есептелді.

Осы уақыттта дейін біз программалаудың статикалық деректерді өңдеу жағдайларын қарастырдық.Статикалық шамалар дегеніміз жады компиляция кезінде бөлінетін және барлық жұмыс программасы кезінде сақталатын шамаларды айтады. Паскальда динамикалық деп аталатын басқа әдіс қолданылады. Бұл жағдайда шамалар астындағы жады программаны орындау кезінде шығарылады. Осындай шамаларды динамикалық деп атаймыз. Статикалық таратылған оперативтік жады бөлімі статикалық жады деп, ал динамикалық таратылу бөлімі динамикалық жады деп аталады.

Динамикалық шамаларды қолдану программалаушыға қосымша мүмкіндіктер береді. Біріншіден, динамикалық жадқа қосылу деректерді жаңалаудың көлемін ұлғайтады.

Екіншіден, кейбір деректер программасының аяғына дейін қажет болмаса, онда ол сақталған жадты басқа информация үшін босатуға болады.

Үшіншіден, динамикалық жадты қолдану арқылы деректердің құрылымының өлшемін өзгертуге болады.

Динамикалық шамалармен жұмыс істеу тағы бір деректерді сілтеме түрімен байланысты сілтеме түрдегі деректерді нұсқаулар деп атайды. Нұсқау біртекті типтегі шамаларды сақтайтын динамикалық жадтағы жазықтықтың орнын құрайды.

Статикалық жад Динамикалық жад

Нұсқау Шама

Шама

Мәні

Шама мекені – бұл жазықтық жадының бірінші байтындағы номері. Жазықтық өлшемі типпен анықталады

Сілтеме типінің шамасы айнымалыларды анықтау бөлімінде төмендегідей анықталады:

Var <идентификатор> := <сілтеме типі>

Паскаль стандартында әрбір нұсқау шаманың тек бір ғана анықталған типіне жібереледі. Бұл нұсқаудың базалық типі. Базалық типтің атауы жазбада мынадай түрде көрсетіледі:

< сілтеме типі > : ^<тип атауы>

Нұсқауды анықтау мысалдары:

Type Massiv=Array [1..100] of Integer;

Var P1: ^Integer;

P2: ^Char;

PM: ^Massiv;

Р2 – белгілік типтегі динамикалық шамаға нұсқау.

РМ – ТУРЕ бөліміндегі динамикалық массивке нұсқау.

Динамикалық шамалардың өздері программада жазылуы талап етпейді, себебі, компиляция кезінде оның астындағы жады білінбейді. Компиляция кезінде тек статикалық шамалардың астындағы жады білінбейді.

Нұсқаулар – бұлар статикалық шамалар, сондықтан жазуда қажет етеді.

Динамикалық жадтың астындағы қандай жағдайда бөлініп шығады? Нұсқаумен байланысқан динмикалық астындағы жады NEW стандартты процедурасының орындалу нәижесінде бөлінеді. Бұл процедураға сұрау салу форматының түрі мынадай:

NEW (<нұсқау>);

Бұл операторда орындағаннан кейін:

түріндегі динамикалық шама құралады деп есептеледі.

Программада NEW(P1); NEW(P2); NEW(PM); операторлары қатысқан болсын. Олар орындалғаннан кейін динамикалық жадта үш шаманың (екі скаляр және бір массив) астындағы орны бөлінбейді. Олардың идентификаторлары мынадай

Р1^,P2^,PM^.

Мысалы, P1^ белгісін былай түсінуге болады: Ол Р1 нұсқауына сілтенетін динамикалық айнымалы болып табылады. Мына суретте көрсетілген схемада, динамикалық шамалар мен олардың нұсқауларының арасындағы байланыс көрсетілген.

Статикалық жад Динамикалық жад

Нұсқау Шама

P1

P2

PМ

Динамикалық айнымалылармен ары қарай жұмыс істеу тура сәйкес типтегі статикалық айнымалылардғы сияқты жүргізіледі. Оларға мынадай мән беруге болады, оларды өрнектерде операнд есебіне иқолдануға болады, сол сияқты параметр астындағы программаларға, тағы сол сияқты жағдайларға қолдануға болады. Мысалы, егер P1^ айнымалысы 25 мәнін иелену қажет болса, P2^ айнымалысы “W” белгінің мәнін иелену қажет болса, ал PM^массиві 1-ден 100-ге дейінгі сандарды ретімен толтыру керек болса, онда бұл былай орындалады:

P1^:=25;

P2^:=’W’;

For I:=1 To 100 Do PM^:={I}:I;

NEW процедурасынан басқа нұсқау мәні иелену оператормен анықталады

Сілтеме өрнек ретінде мыналарды қолдануға болады:

• 
  Нұсқау
  
• 
  Сілтеме функциясы (мәні нұсқау болатын функция)
  
• 
  Ni 1 константасы.
  

Сілтеме айнымалының мәнін иеленуге дейін (иелену операторының көмегімен немесе NEW процедурасы арқылы) ол анықталмаған болады.

Кіру және шығу нұсқаулары жіберілмейді

Мысал қарастырайық. Программада төмендегі нұсқаулар жазылған болсын:

Var D,P: ^Integer;

K: ^Boolean;

Онда иелену операторлары D:=P; K:=Ni 1 қолдануға болады. Себебі, сәйкестендіру типінің принципі сақталатын болғандықтан. K:=D операторы қатеб себебі оң және сол бөліктерінің базалық типі әр түрлі. Егер динамикалық шама өзінің нұсқауын жоғалтса, онда ол <<қоқыс>> болады. Программалауда бұл сөздің мағынасы жадты ауыстыратынб бірақ енді керегі жоқ информацияны береді. Егер программада жоғарыда аталған нұсқаулар қатысатын болса, операторлар бөлімінде төмендегідей жазылады:

NEW(D); NEW(Р);

(Екі бүтін айнымалының астындағы динамикалық жадта бөлінген орын. Нұсқаулар сәйкес мәнге ие болады)

D^:=3; P^:=5;

(Динамикалық айнымалыларға мәндер берілді)

P:=D;

Writeln (P^,D^);

{3 саны екі рет басылады}

Осындай үлгіде 5-ке тең динамикалық шама, өзінің нұсқауын жоғалтты да кіргізілмейтін болды. Бірақ ол жадтан орын алады. Міне осы <<қоқыстың>> пайда болу мысалы.

Мына суреттегі схемада P:=D операторының орындалу нәтижесіндене болғаны көрсетілген

Болды Қалды

P:=D

Р

D

Dispose (<нұсқау>);

Мысалы, егер Р^ динамикалық айнымалысы керегі жоқ болса, онда Dispose(P) операторы оны жадтан шығарады. Бұдан кейін Р нұсқауының мәні анықталмайды. Әсіресе үлкен массивтерді жоятын жадтарда үнемдеу эффектісі мағыналы болады. MS DOS операциялық системасының басқаруымен жұмыс істейтін Турбо Паскаль нұсқаларында бір программаның астында 64 килобайт жады бөлінеді. Міне осы жадтың статикалық облысы. Үлкен массивті информациялармен жұмыс істегенде бұл аздық етеді. Динамикалық жадтың өлшемі әлдеқайда көп (жүздеген киллобайт). Сондықтан динамикалық деректермен жұмыс істеу программаның орындалуын тежейді. Шамаға кіру 2 қадамға жүзеге асадыЖ алдымен нұсқау ізделеді, содан кейін шама сол бойынша табылады. Үнемі болатын <<келеңсіздіктің сақталу заңы>> орындалады; Жадтағы ұтыс уақытындағы ұтылыспен қорландырады.

1 мысал. 10 000 сандардан заттық массив құру керек. 0-ден 1-ге дейінгі диапазонда оларды кездейсоқ сандармен толтыру қажет. Массивтің орташа мәнін есептеу керек. Динамикалық жадты тазалау керек. 100-ден 100-ге дейінгі диапазонда бүтін кездейсоқ сандармен толтыру керек, және оның орташа мәнін есептеу керек.

Program Sr;

Const NMax=10000;

Type Diapazon=1..NMax;

MasInt=Array[Diapazon] of Integer;

MasReal=Array[Diapazon] of Real;

Var PIint: ^N|MasInt;

PReal: ^MasInt;

I, Miding: LongInt;

MidReal : Real;

Begin

Randomize;

NEW (PReal);

{Заттық массивтің астындағы жадтың бөлінуі}

{Массивтің қосындысы және есептенуі}

For I:=1 To NMax Do

Begin PReal^[I]:=Random;

MidReal:=MidReal+PReal^[I]

End;

Dispose (PReal); {Заттық массивті жою}

{Бүтін массивтің қосындысы мен есептеуі}

For I:=1 To NMax Do

Begin

MidInt:=MidInt6+PInt^[I]

End;

{Орташа мәннің қорытындысы}

Writeln(‘Орташа шама тең:’,(MidReal/NMax):10:6);

End.

Байланысқан тізімдер.

Динамикалық жадқа айнымалы өлшемдегі берілгендердің құрылымын қалай құрау керектігін келесі мысалда талдайық. Физикалық эксперименттер процесінде құралдардың көрсетілуі бірнеше рет анықталады және ары қарай өңдеу үшін компьютер жадына жазылады. Алдын ала қанша өлшем жүргізілетіні белгісіз .

Егер мұндай берілгендерді өңдеу үшін ішкі жадты (файлдарды) қолданбасақ, онда динамикалық жадта мұны дұрыстап орналастыра аламыз. Біріншіден, динамикалық жад статикалық жадқа қарағанда үлкен информациялар көлемін сақтауға мүмкіндік береді. Екіншіден, динамикалық жадқа бұл сандарды байланысқан тізімдерде ұйымдастыруға болады. Себебі, массивке ұқсас сандардың мөлшерін қосымша қажет етпейді. Байланысқан тізім дегеніміз не? Схемалық түрде оны былай көрсетеді:

X1 P2

X1 - бірінші өлшеу нәтижесі,

X2 - екінші өлшеу нәтижесі,

сол сияқты X4–соңғы өлшеу нәтижесі. Байланысқан тізімнің ерекше қасиеті бар, оны информация түскен сайын толықтырып отыруға болады. Толықтыру тізімнің соңына жаңа элементті тіркеу негізінде жүргізімді.

Ni 1 мәні соңғы элементте тізбектің жаңа элементіне сілтемемен ауыстырылады:

X1 P2

Байланысқан тізім артық жадтан орын алмайды. Түскен информацияға қажетті жағдай бойынша жады сондай көлемде шығындалады. Программада тізбек элементтерін ұсыну мақсатында араласқан тип қолданылады. Біздің мысал үшін мұндай элементтің үлгісі мынадай болуы мүмкін:

Type Pe=^Elem;

Elem=Record

T: Real;

P: Pe

2 Мысал:

TypElem=Record

T:Real; P: Pe

End;

X: Real; Ch: Char;

Begin {Тізімнің алғашқы мекенінің анықтамасы}

NEW (Elem); Beg:=Elem;

Elem^.P:=Elem;

{Тізімге кіргізу мәндерінің диалогтық кірісі және элементтер арасындағы байланыс ұйымы}

While Elem^ . P<>Nil Do

Begin

ReadLn (Elem^ . T);

Write (‘Кіруді қайталау? (N/Y)’);

ReadLn (Ch);

If (Ch=’n’) or (Ch=’N’)

Then Elem^ . P:=Nil

Else Begin

NEW (Elem^.P);

Elem:=Elem^.P

End

WriteLn(<<Берілгендерді кіргізу>>);

{Алынған санды тізбектердің қорытындысы}

WriteLn (<<Бақылап шығару>>);

Elem:=Beg;

Repeat

Elem:=Elem^.P

Until Elem=Nil

End.
Beg айнымалы сілтеме тізбектің алғашқы мекенін сақтау үшін қолданылады. Тізбекті әрқалай өңдеу оның бірінші элементінен басталады. Программада өңдеу кезінде тізбектің қалай жүргізілетіндігі көрсетілген. (Берілген мысалда тізімнің информациялық бөлігін рет бойынша басылған). Бір бағытта тізбек – байланысқан тізімнің қарапайым нұсқасы. Программалау практикасында екібағытты тізбектер қолданылады. (әрбір элемент тізімнің келесі элементтеріне нұсқау сақтайды) Осындай берілгендер құрылымдар деп аталады.

• 
  Берілген машиналық клдта немесе ассемблер тілінде компилятор жұмысының нәтижесі.
  
• 
  Табылған қателерді және есептеулерді енгізу тізбегінен шығару.
  
• 
  Туынды және командаларды орындау.
  

Компиляторда шығару программасын синтаксистік конструкциясында орындау мүмкіндіктері бірнеше этаптардан тұрады. Этаптарда қолданылатын синтаксистік анализдер жұмыс генерациясында және объектік код оптимизациясында өте ыңғайсыз. Сондықтан операцияда объекті кодты генерациясында программаны таңдау тізбек формасына сәйкес келеді. Программаның барлық ішкі туындысы екі принцип бойынша орындалады. Операторда және операндыда. Бұл екі форманың арасындағы айырмашылықтары жоқ. Қалай операторда орындалса, солай операндыда орындалады. Бұл екеуі өте тығыз байланысты. Сонымен қатар оператор және операндылар бір бірінен ажыратылуы керек. Егер олар әр түрлі ретте кездессе, операторлар және операндылардың мағынасы жоғарыда айтылғандай компьютерде өңдеумен байланысты. Олардың келесі формалары белгілі:

• 
  Байланысты тізбекті құрылым
  
• 
  Көп адресті код және нәтижесі
  
• 
  Көп адресті код және нәтижесіз
  
• 
  Қайтымды операцияларды жазу
  
• 
  Ассемблер және машиналық код
  

Код дегеніміз – белгілердің, символдардың ақпаратты берудің ережелерінің жиынтығы.

Екілік және үштік кодты айыруға болады. Біріншісінің алфавиті 2 символмен шектелген (0,1), ал екіншісі 3-тік символдармен (-1,0,1). Кодты қарастыратын сигналдар келесідей сипатталады.

• 
  Униполялы код.
  
• 
  Полярлы код.
  
• 
  Биполярлы код.
  

Дискретті ақпараттық әдістерін қарастырайық. Бірінші мысал болып Морзе алфавиті болып табылады. Онда латын әріптері және цифрлары кодталған олар нүктеден және сызықшадан тұрады. Кодталған элементтерді енгізу алфавитында символдар деп аталады. Символ деп ереже бойынша сандарды әріптерді, иероглифтерді пробел белгісін пунктуациялық белгілерді операциялық символдарды арнайы белгілерді ұғамыз.

Морзе кодының фрагменттері.

Кодталған элементтер енгізу алфавитында белгілер деп аталады. Енгізу алфавитіндегі әртүрлі белгілер санын белілік деп аталады. Кодталған символдар белгілерінің санын кодтың разрядталуы деп аталады. Соңғы кодта бірінен кейін бірі орындалады. Ал кейбір белгілер параллель біге орындалады. Морзе азбукасында:

• 
  Символдар деп алфавит тілінің элементтерін және сандық алфабитті атайды.
  
• 
  «Нүкте» және «Сызықша» белгілері бойынша (немесе «+» немесе «-» немесе «1» немесе «0»).
  
• 
  Екі белгілеу бойынша Морзе азбукасы екі мағыналы болып келеді. (Болжарлық, екілік код) егер олар үшеу болса, онда біз үштік тернарлық үш мағыналы кодпен жұмыс атқарушы едік.
  
• 
  Морзе азбукасы бірден беске дейінгі әріптермен және цифрлармен берілсе онда мұндағы код ауыстырылымдылы разрядты деп атлады. Егер белгілеулер бірінен кейін бірі берілсе онда Морзе азбукасы кезекті код деп аталады. Бірінші телеграф және радиобайланыс әдістері осы Морзе азбукасымен орындалған. Мұнда нүкте және сызықша түрінде импульс құрылғысы берілген. Олар телеграф лентасы арқылы XX ғасыр басында бес разрядты телеграф кодына айналды. Бірде сегіздік таблицасында белгілі кодтар тізбегі берілген. Олардың кейбіреуі ең басында байланыс үшін анықтамаларды кодтау үшін ЭВМ-да ақпаратты өңдеу үшін қолданылған.
  
• 
  Бодо коды – бес разрядты код. Европалық стандартты телеграф байланысында қолданылған. (Екінші атауы IA-1- international alphabet # 1);
  
• 
  М-2 немесе IA-2 телеграф коды ол бүкілхалықтық комитетпен телефон және телеграф байланысының және Бодо кодының орнына қолданылған.
  
• 
  ASCII стандартты 7 биттік код. Ол 128 символдан тұрады, және бағанның символдары латынша сандары арнайы белгілеулермен және символдармен жазылған. Бұл кодқа ұлттық символдар 10 бинарлық комбинация құрылған.
  
• 
  EBCDIC 8- разрядты код IBM фирмасымен ұсынылған. IBM/360-375 машина сериясына арналған.
  
• 
  ASCII -8-8 –разрядты код ішкі және сыртқы анықтамаларды беруде және жүйелерді орындауда қолданылады. Ол 128- симролдан тұрады, оның ұлттық кодтық таблицасы бар.
  
• 
  Холлерита коды – ол ДК-ға ұсынылған. Содан ол ақпаратты енгізудің кодын ЭВМ перфокартында қолданылады. Ақырғы сөздерді өзгерісте жүйелерді символдың кодтауда универсалды код UNICODE қолданылады. Ол 16- разрядты кодтау символдарынан тұрады.
  

Бірлік стандартты тілдік форматта ол халықаралық алфавиттерді кодтауды ретке келтіреді. Мұндағы тілдер иврит және араб тілдері. Мұнда мәтін оңнан солға қарай жазылады. Анықтамаларды беруде қалдық қодтар қолданылады. Оларға бірінші кезекпен қатені табатын кодтар жатады. Бұл кодтарды циклдің қалдық кодтары деп аталады. Бұл кодтың түрі барлығын нақты анықтайды. Бұл код берілген блокта және CRC циклдік қалдық кодында қатені табу үшін кеңінен қолданылады. Ол берілген блокта қайталанып орындалады. Егер нәтиже шығарылмаса онда мазмұнда қате бар деген сөз. Қатені түзеуде кодтар маңызды роль аталады. Бұл кодтарды қолдануда берілген қателерді анықтауға және түзетуге болады. (Хемминг коды берілген блоктағы қателерді түзейді).

Символдарды кодтаудан басқа ЭВМ-да сандарды кодтау беріледі. Біз заттарды ондық санаумен және 100-дік санаумен санауға т үйрендік, он бірлік ондықты құрайды. Он ондық жүздікті , он жүздік мыңдықты құрайды. Он ондық жүйелік санау болып табылады. Мысалы он екілік жүйелік санау немесе Римдік жүйелік санау бар. Ең қарапайым әдіс болып компьютерлік жүйе болып табылады. Санау жүйесі символдар көмегімен сандарды анықтайды, оның мағыналарын ашады. Жүйелік сандарды санауда келесі түрлерге бөлінеді:

• 
  Позициялық емес;
  
• 
  Позициялық;
  

ауыстырмайды. Ең қарапайым мысал болып жүйелік санау яғни ондағы сандар бірлікпен немесе таяқшамен беріледі.

1=I;

2=II;

10=IIIIIIIIII.

Келесі символдар санмен беріледі.

-1;

-12;

-60;

және ереже бойынша сандармен ол кез келген символдың комбинацмяларды жазуына және оның нәтижесін шығаруға болады. Мысалы 444 – үш әдіспен жазуға болады.

(365+60+2+6+1);

(6+1+365+60+12);

Мысалы:

32=3*10+2;

және 23=32
Римдік жүйелік санау араласқан болып табылады. Оның сандарының әрбір мағынысы оның реттілігінің орнына байланысты.

VII;

IV.

VII=5+1+1=7;

VI=5+1=6;

IV=5-1=4.

• 
  Индекстің мағынасының ондығы;
  
• 
  Бүтін мағынаның тірістігі;
  

Минималды бөлшек сан S разрядында берілген.

Екілік санау жүйесі Р=2 0 және 1 екі цифрының ақпаратын қолданады. Бірінші жүйелік санаудан екінші жүйеге көшу ережесі пайда болады. Мысалы екілік сан 101110,101 ондық санға 46,625-ке тең.