Интерпретация блок-схем
width =(X1-X0)/N_X; это ширина блока в экранных координатах(
Далее установим соответствие между координатами блоков в координатной
системе планшета и координатами блоков в экранной системе.
Будем считать, что существует другая система координат, в которой I~I’
и J~J’, и, зная, что координате (I,J) соответствует координата (X0,Y0), то,
следовательно, I~I’=0 и J~J’=0. Аналогично для координат (I+N_X,J+N_Y),
зная, что ей соответствует, координата (X1-width,Y1-height) будем иметь,
что (I+N_X)~(I’+N_X)=N_X и (J+N_Y)~(J’+N_Y)=N_Y.
Таким образом для блока с координатами ( i , j), где ( i , j)
принадлежит прямоугольнику [I,J,I+N_X,J+N_Y] будет иметь место следующее
преобразование координат:
X = X0+(i-I)*width;
Y = Y0+(j-J)*height;
где X,Y экранные координаты блока (i , j). Когда выполнены эти
преобразования, осуществляется вывод этой прямоугольной области в окно
редактора. Вывод осуществляется последовательно, перебирая все элементы
области.
Процедура отображения окна на планшете в окно вывода на дисплее
присутствует практически во всех функциях графического редактора. Благодаря
ей осуществляется связь пользователя со схемой, и отображаются все
изменения, производимые пользователем над схемой.
Теперь рассмотрим другие функции графического редактора.
В системе “Блок-схема”, как и в любой другой интерактивной системе,
заданы кодовые комбинации клавиш, благодаря которым можно не выполнять
полный набор команды для выполнения какого-либо действия. Для этого
достаточно нажать так называемые “горячие” клавиши. Информацию о них можно
получить, выбрав соответствующий пункт в меню “СПРАВКА”.
По полю окна редактора движется специальный графический указатель,
показывающий очередную позицию на планшете. Движение этого указателя
организуется с помощью клавиш управления курсором или с помощью
манипулятора мышь. Если указатель передвигается за пределы окна редактора,
то осуществляется скроллинг окна по планшету. Организованна эта процедура
следующим образом:
Так как окно редактора меньше планшета, то его (окно редактора) нужно
перемещать по планшету - это называется скроллинг планшета. При выполнении
этой функции изменяется всего лишь координата (I, J) верхнего левого угла
области, которая отображается в окне редактора, а потом новая область
заново выводится в окно редактора.
Выполняется эта процедура с помощью клавиш в MS-Dos:
- вверх(
- вниз(
- вправо(
- влево(
а также посредством манипулятора мышь при выборе соответствующих кнопок
меню.
Выбор блока, который необходимо установить в данную позицию выполняется
через пункт “БЛОКИ” или “СТРЕЛКИ” в подменю “РЕДАКТОР” главного меню.
Выбранный блок прорисовывается, когда нажата клавиша или
одновременно нажаты левая и правая клавиши манипулятора мышь, а также когда
выбран пункт “УСТАНОВИТЬ” в подменю “РЕДАКТОР” главного меню.
Выбор типа блоков (либо стрелки, либо блоки) можно осуществлять
посредством “горячих” клавиш:
- стрелки;
- блоки.
или выбирая соответствующие команды в главном меню.
Удаление блоков выполняется следующим образом: c помощью указателя
выбирается блок, который нужно удалить, а потом нажимается клавиша
, либо выбирается пункт “УДАЛИТЬ” в подменю “РЕДАКТОР” главного
меню.
В Windows варианте эти возможности можно выбирать посредством
манипулятора мышь или аналогичным образом с помощью клавиатуры. Кроме того,
Windows вариант предусматривает соединение двух заданных блоков с помощью
волнового алгоритма Ли[10].
4.2. Встроенный текстовый редактор
Текстовый редактор необходим системе для того, чтобы наполнять текстом
блоки, создаваемые пользователем блок-схемы алгоритма.
Редактор для среды Windows по своим возможностям не уступает
большинству современных текстовых редакторов, предоставляемых фирмой
Borland. Редактор обладает следующими возможностями:
. нет ограничения на размер текста внутри блока;
. допускаются работа с буфером обмена;
. существует возможность изменения шрифта текста;
. два режима набора текста программы (режимы вставки и перезаписи);
. поиск текста по заданному образцу;
. замена заданного образца текста на заданный текст.
Редактор, предложенный в среде MS-Dos, является простейшим вариантом
текстового редактора, в котором возможен лишь набор текста в режиме
наложения текста на текст (режим перезаписи), также существует ограничение
на размер текста. Он не должен превышать 1104 символа для каждого блока
блок-схемы.
С помощью клавиш управления осуществляется перемещение курсора по окну
редактора текста блока. А с помощью клавиш и осуществлять
удаление текста со сдвигом строки.
4.3. Интерпретатор
Что такое интерпретатор? Как уже говорилось выше – это такой
транслятор, в котором процессы трансляции и исполнения алгоритма совмещены
во времени. В состав интерпретатора входит блок анализа, распознающий
операторы входного языка, набор подпрограмм, соответствующих различным
операторам и блок, управляющий порядком просмотра операторов и всей работы
интерпретатора.
4.3.1. Этапы трансляции
Основой любого естественного или искусственного языка является алфавит,
определяющий набор допустимых элементарных знаков (букв, цифр и служебных
знаков). Знаки могут объединяться в слова – элементарные конструкции языка,
рассматриваемые в данном тексте (программе) как неделимые символы, имеющие
определенный смысл. Иногда символ обозначают одним знаком, который можно
тоже считать словом. Например, в языке С++ словами (символами) являются
основные символы, идентификаторы, числа и некоторые ограничители, в
частности знаки операций и скобки. Словарный состав языка – набор
допустимых слов (символов) – вместе с описанием способов их представления
составляет лексику языка.
Слова могут объединяться в более сложные конструкции – предложения. В
языке С++, например, простейшим предложением является оператор. Предложения
строятся из слов (символов) и более простых предложений по правилам
синтаксиса. Синтаксис языка представляет собой описание правильных
предложений. Каждому правильному предложению языка приписывается некоторый
смысл. Описание смысла предложений составляет семантику языка. Практически
семантика языка программирования есть описание того, как каждое предложение
следует выполнять на Э.В.М.
Алфавит, лексика и синтаксис полностью определяют набор допустимых
конструкций языка и внутренние взаимоотношения между конструкциями.
Семантика выражает связь между конструкциями в разных языках. Перевод
программы с одного языка на другой в общем случае состоит в изменении
алфавита, лексики и синтаксиса языка программы с сохранением семантики. В
частных случаях могут меняться только некоторые элементы. Например,
загрузчик изменяет лишь лексику, ассемблер – алфавит и лексику, а
компилятор – алфавит, лексику и синтаксис языка программы.
Трансляция обычно происходит в несколько этапов, на каждом из которых
выполняется вполне определенная работа.
Входная программа может быть подготовлена на разных внешних устройствах
и для удобочитаемости может иметь неполные строки и другие индивидуальные
особенности. Кроме того, слова входного языка обычно имеют неодинаковый
формат, например идентификаторы, состоят из разного числа букв, числа – из
разного числа цифр. Поэтому на первом этапе трансляции осуществляется
лексический анализ, состоящий в приведении входной программы к стандартному
виду – редактировании программы – и переводе ее на внутренний язык. Обычно
на внутреннем языке все слова имеют одинаковый формат, что облегчает
дальнейшую обработку. Одновременно с переводом на внутренний язык
выполняется лексический контроль, выявляющий недопустимые слова.
Перевод на внутренний язык
Перевод на язык машины
На втором этапе трансляции выполняется синтаксический анализ, в задачу
которого входит распознавание типа предложений и выявление структуры
программы, а также синтаксический контроль, выявляющий синтаксические
ошибки.
На третьем этапе производиться семантический анализ, в ходе которого
проводится исследование каждого предложения и генерирование семантически
эквивалентных предложений объектного языка. Иными словами, на третьем этапе
выполняется собственно перевод.
Иногда вводят еще один этап, на котором производится оптимизация
программы с целью сокращения времени ее выполнения и минимизации
используемой программой памяти.
В трансляторах каждому из описанных этапов соответствует определенная
часть транслятора. Иногда отдельные блоки выполняют одновременно несколько
этапов, например семантический анализ, оптимизацию и генерирование
предложений входного языка. Также существуют трансляторы, в которых
описанная общая схема повторяется несколько раз, например, при переводе с
выходного языка на внутренний, с внутреннего на промежуточный, выходной или
объектный.
Транслятор, предложенный в данной работе, имеет следующую структуру:
Оптимизация не выполняется.
4.3.2. Лексический анализ
4.3.2.1. Задачи лексического анализа
Цель лексического анализа состоит в переводе исходной программы на
стандартный, входной язык компилятора и преобразовании ее к виду, удобному
для дальнейшей обработки на этапах синтаксического и семантического
анализа.
В процессе лексического анализа обычно собираются из отдельных знаков
(букв и цифр) простые синтаксические конструкции: идентификаторы, числа, а
также служебные слова типа begin, end и другие. При дальнейшей обработке
такие простые конструкции рассматриваются как неделимые, поэтому оставлять
их распознавание и сборку до этапа синтаксического анализа невыгодно,
прежде всего, с точки зрения общего времени и сложности алгоритмов
трансляции.
В общем случае в процессе лексического анализа необходимо выполнить
следующее:
1) перекодировать исходную программу, рассматриваемую как входная
строка, и привести ее к стандартному входному языку;
2) выделить и собрать из отдельных знаков в слова идентификаторы и
служебные слова (основные символы языка);
3) выделить и собрать из цифр, а также перевести в машинную форму
числовые константы.
В некоторых компиляторах лексический анализ составляет отдельный этап
и выполняется специальными блоками за один – два просмотра входной
программы. В других компиляторах отдельные задачи лексического анализа
решаются на разных этапах трансляции. Однако перекодирование входной
программы и приведение ее к стандартному входному языку всегда выполняет
первый блок компилятора.
В ходе лексического анализа помимо чисто лексического контроля
(выявление недопустимых символов и служебных слов, а также ошибок записи
идентификаторов и констант) иногда выполняют частичный синтаксический
контроль. В частности, при лексическом анализе легко проверяется парность
некоторых основных символов.
Другой вид контроля, иногда применяемый при лексическом анализе, -
проверка сочетаемости стоящих рядом символов. Например, пары символов begin
x и else begin – сочетаемы (допустимы), но те же символы, стоящие в
обратном порядке: x begin и begin else – несочетаемы. В то же время пары
+end, +/, *[ - несочетаемы ни в каком порядке. Основной (главной) частью
лексического анализатора является сканер.
4.3.2.2. Сканер
Сканер – это часть компилятора, которая читает входную программу и
формирует лексемы: константы, знаки операций и т.д. Он также выполняет
лексический контроль. Синтаксис лексем прост, его можно задать автоматными
грамматиками, так как его можно легко запрограммировать. Следовательно,
сканер выделяют отдельным блоком.
Синтаксис каждой лексемы можно задать с помощью диаграммы состояний.
Следовательно, алгоритм работы сканера можно задать с помощью правила
анализа по диаграмме состояний. Заметим, что процедура анализа представляет
собой восходящий анализ, основой на каждом шаге является текущий символ и
текущее состояние. Поэтому диаграмма состояний представляет собой граф,
подграфы которого это есть диаграммы состояний отдельных лексем.
Сканер программируется так, что на каждом шаге он выделяет одну
лексему.
Пусть входная строка: s1, s2, s3,…, sn.
s,i СКАНЕР L,t
где L – лексема, t – ее тип.
0, константа типа int
1, константа типа long_int
t= 2, константа типа float
3, константа типа char
4, идентификатор
-1, ошибка, не распознаваемый тип лексемы
Сканер в процессе своей работы распознает тип символа, то есть
использует подпрограмму:
si класс символа k
где
1, если si буква
2, если si цифра
3, если si `
k= 4, если si “ или ”
5, если si верный знак
0, если si ошибочный символ
Тогда диаграмма состояний имеет вид: (смотри в приложении).
Рис.3. Блок схема лексического анализа.
ЗАМЕЧАНИЕ:
1. В каждом состоянии сканер может выполнять дополнительные действия по
контролю правильности лексемы и преобразования во внутреннюю форму.
2. Сканер выделяет самую длинную лексему пока возможно, а при выходе
указатель стоит на начале следующей лексемы.
Изобразим блок - схему работы лексического анализатора (рис.3.).
Так как сканер строится по диаграмме состояний, то для простоты
программирования был построен конечный автомат. Матрица переходов состояний
сканера приведена в приложении.
4.3.3. Синтаксический и семантический анализ
Анализаторы выполняют действительно сложную работу по расчленению
исходной программы на составные части, формированию ее внутреннего
представления и занесению информации в таблицу символов и другие таблицы.
При этом также выполняется полный синтаксический и частичный семантический
контроль программы.
Обычный анализатор представляет собой синтаксически управляемую
программу. В действительности стремятся отделить синтаксис от семантики
настолько, насколько это возможно. Когда синтаксический анализатор
(распознаватель) узнает конструкцию исходного языка, он вызывает
соответствующую семантическую процедуру, или семантическую программу,
которая контролирует данную конструкцию с точки зрения семантики и затем
запоминает информацию о ней в таблице символов или во внутреннем
представлении программы. Например, когда распознается описание переменных,
семантическая программа проверяет идентификаторы, указанные в этом
описании, чтобы убедиться в том, что они не были описаны дважды, и заносит
их вместе с атрибутами в таблицу символов.
Когда встречается инструкция присваивания вида:
=
семантическая программа проверяет переменную и выражение на соответствие
типов и затем заносит инструкцию присваивания в программу во внутреннее
представление.
Синтаксический анализ можно представить диаграммой состояний, так же
как и сканер. Поэтому их частично объединяют и если возможно то совмещают
полностью. В данной работе процесс лексического, синтаксического и
семантического анализа для всех блоков разделен. Матрицы состояний конечных
автоматов синтаксического анализа блоков приведены в приложении.
Семантический анализ выполняется в процессе интерпретации.
4.3.4. Польская инверсная запись (ПолИЗ)
Первые процедурно-ориентированные языки программирования высокого
уровня предназначались для решения инженерных и научно – технических задач,
в которых широко применяются методы вычислительной математики. Значительную
часть программ решения таких задач составляют арифметические и логические
выражения. Поэтому трансляцией выражений занимались очень многие
исследователи и разработчики трансляторов. На данное время разработано
большое число таких трансляторов. Сейчас классическим стал метод трансляции
выражений, основанный на использовании промежуточной обратной польской
записи, названной так в честь польского математика Яна Лукашевича, который
впервые использовал эту форму представления выражений в математической
логике.
Цель польской инверсной записи – представить операции исходного
выражения в порядке их выполнения (вычисления). В данной работе был
использован алгоритм построения ПолИЗа, который был предложен Дейкстрой.
Пример ПолИЗа:
Исходное выражение : x=a+f*c;
Выражение на ПолИЗе :xafc*+=.
Очевидно, что обрабатывать такую последовательность операций
значительно легче, так как они расположены в порядке их выполнения.
Рассмотрим алгоритм Дейкстры для формирования ПолИЗа.
4.3.4.1. Алгоритм Дейкстры формирования ПолИЗа
ПРИОРИТЕТ ОПЕРАЦИИ – это целое число, означающее старшинство операции
по отношению к другим операциям. Приоритет операций изменяется с
использованием скобок ( и ).
Исходная последовательность просматривается слева на право, как входная
последовательность элементов.
АЛГОРИТМ:
1. Если элемент операнд, то он заносится в ПолИЗ.
2. Если элемент операция, то она заносится в ПолИЗ через СТЕК по правилу.
2.1. Если СТЕК пуст, то знак операции заносится в СТЕК,
2.2. Иначе: если приоритет входного знака равен 0, то он заносится в
СТЕК, иначе сравниваются приоритеты входного знака и знака в вершине
СТЕКа.
2.3.Если приоритет входного знака больше приоритета знака в вершине
СТЕКа, то он заносится в СТЕК.
2.4. Иначе из СТЕКа выталкиваются все знаки с приоритетом больше или
равным приоритету входного знака в вершине СТЕКа и приписываются к
ПолИЗу, затем входной знак заносится в СТЕК.
3. Особо обрабатываются ( и ).
( - имея приоритет 0 сразу же заносится в СТЕК по 2.2.
) – имея приоритет равный 1 выталкивает из СТЕКа все знаки до ближайшей
открывающей скобки (, затем они взаимно уничтожаются.
4. При появлении признака конца выражения ( в нашем случае ;) СТЕК
очищается : все оставшиеся знаки выталкиваются и приписываются к ПолИЗу.
Так же ПолИЗу соответствует так называемое дерево ПолИЗа.
Пример: (x+a)*(x-b)+3;
Дерево:
x a x b
ПолИЗ: x a + x b - * 3 +.
Построение ПолИЗа по дереву осуществляется обходом дерева по правилу
левое поддерево, правое поддерево, корень.
4.3.4.2. ПолИЗ выражений, содержащих переменные синтаксиса
Кроме операций сложения и умножения любая программа содержит операции
вычисляющие адреса элементов массива в зависимости от индексных выражений.
Например:
a[i+1]-b[i,j-1]*a[2*i+1]
Индексные выражения.
Выведем формулы вычисления адресов элементов массива.
Для одномерного массива а, описание которого на Паскале и Си имеет вид:
a: array [1..n] of integer; // Pascal
int a[n]; // C/C++
и каждый элемент имеет массива занимает k-байт.
Адрес первого элемента равен A . Выясним чему будут равны адреса других
элементов. Для этого рассмотрим расположение элементов массива в физической
памяти ЭВМ.
A +k +2k +3k A+k*(i-1)…
k байт
тогда a[i] А+k*(i-1) для языка программирования Паскаль, а для языка
программирования C/C++ a[i] A+k*i. Тогда если элемент занимает k –
байт, то
a[i] -----> A+k*(i-1) (1)
a[i] -----> A+k*i (1’)
Для двумерного массива:
b: array [1..m,1..n] of integer;// Pascal
int b[m][n];//Си
Адрес элемента с индексами i,j вычисляется по правилу:
b[i,j] -----> B+k*((i-1)*n+(j-1)) (2)
b[i,j] -----> B+k*(i*n+j) (2’)
Для формирования ПолИЗа введем операцию АЭМ (адрес элемента массива) с
операндами:
1. Идентификатор массива, ему после распределения памяти транслятором будет
соответствовать адрес первого элемента массива.
2. Индексное выражение.
Результат: адрес элемента массива вычисленный по формулам (1)-(2’).
ПолИЗ: a i 1 + А.Э.М. b i j 1 – А.Э.М. a 2 i * 1 + А.Э.М. * -
Анализ ПолИЗа говорит о том, что у операции АЭМ переменное число операндов
и их количество надо задавать явно. Сделаем следующую замену: АЭМ – k], где
k - количество операндов.
Тогда ПолИЗ: a i j + 2] b i j 1 – 3] a 2 i * 1 + 2] * -.
Изобразим дерево выражения: (смотри рисунок )
-
А.Э.М. *
а + А.Э.М. А.Э.М.
i 1 b i – a +
i j * 1
2 i
Следовательно, алгоритм Дейкстры дополнится следующими правилами:
ПРАВИЛА:
1. [, имея приоритет 0 заносится в СТЕК [k, где k – минимальное число
операндов операции А.Э.М.
2. , , имея приоритет 1 выталкивает из СТЕКа все ближайшие знаки до
ближайшей [k и увеличивает k на 1: k=k+1; , никуда не заносится.
3. ], имея приоритет 1 выталкивает из СТЕКа все знаки до ближайшей [k,
которая удаляется из СТЕКа, а в ПолИЗ заносится k].
4.3.4.3. Алгоритм перевода ПолИЗа в машинные команды
Известно, что в обратной польской записи операнды располагаются в том
же порядке, что и в исходном выражении, а знаки операций при просмотре
записи слева направо встречаются в том порядке, в котором нужно выполнять
соответствующие действия. Отсюда вытекает основное преимущество обратной
польской записи перед обычной записью выражений со скобками: выражение
можно вычислить в процессе однократного просмотра слева направо.
Правило вычисления выражения в обратной польской записи состоит в
следующем. Обратная польская запись просматривается слева направо. Если
рассматриваемый элемент – операнд, то рассматривается следующий элемент.
Если рассматриваемый элемент – знак операции, то выполняется эта операция
над операндами, записанными левее знака операции. Результат операции
записывается вместо первого (самого левого) операнда, участвовавшего в
операции. Остальные элементы (операнды и знак операции), участвовавшие в
операции, вычеркиваются из записи. Просмотр продолжается.
В результате последовательного выполнения этого правила будут выполнены
все операции, имеющиеся в выражении, и запись сократится до одного элемента
– результата вычисления выражения.
Рассмотрим пример: a+b*c-d/(a+b)
ПолИЗ: abc*+dab+/-
Выполнение правила для нашего примера приводит к последовательности
строк, записанных во второй графе таблицы № 2 (смотрите следующую
страницу). Рассматриваемый на каждом шаге процесса элемент строки отмечен
курсивом. В третьей графе таблицы записаны соответствующие действия, а в
четвертой графе – эквивалентные команды трехадресной машины.
Результат выполнения операции фиксируется в виде рабочей переменной
вида rj . После очередной операции рабочая переменная r1 или r2
вычеркивается, освободившуюся рабочую переменную можно использовать вновь
для записи результата операции. Использование каждый раз свободной рабочей
переменной с минимальным номером экономит количество занятых рабочих
переменных. Такой пример экономии рабочих ячеек приведен в таблице № 2. Это
же правило используют в трансляторах.
Аналогичным способом можно записывать и вычислять булевские выражения.
Последовательность машинных команд в таблице № 2 есть, по существу,
результат трансляции выражения, записанного в обратной польской записи, в
машинные команды. Если для каждого операнда, включая рабочие переменные rj,
известен адрес, для получения окончательных машинных команд остается
Таблица № 2
| № |Состояние строки |Действие |Машинная |
| | | |команда |
|1 |2 |3 |4 |
|1 | a bc*+dab+/- |Просмотреть следующий элемент |- |
|2 | a b c*+dab+/- |Просмотреть следующий элемент |- |
|3 |ab c *+dab+/- |Просмотреть следующий элемент |- |
|4 |abc * +dab+/- |r1=b*c |* b c r1 |
|5 |ar1 + dab+/- |r1=a+ r1 |+ a r1 r1 |
|6 |r1 d ab+/- |Просмотреть следующий элемент |- |
|7 |r1d a b+/- |Просмотреть следующий элемент |- |
|8 |r1da b +/- |Просмотреть следующий элемент |- |
|9 |r1dab + /- |r2=a+b |+ a b r2 |
|10 |r1dr2 / - |r2= d/r2 |/ d r2 r2 |
|11 |r1 r2 - |r1 =r1 –r2 |- r1 r2 r1 |
|12 |rl |- |- |
лишь заменить знаки операций машинными кодами операций, а операнды –
адресами. Пример показывает, что в данном случае трансляция выполняется
достаточно просто. Однако правило вычисления значения выражения по ПолИЗу,
которое можно считать одновременно правилом трансляции выражения в машинные
команды, недостаточно детализировано и формализовано для непосредственной
реализацией на машине, хотя бы потому, что в нем не определен способ записи
выражения в памяти машины и порядок использования рабочих ячеек. Для
машинной реализации требуется более формальное правило.
В рассмотренном примере встречались двухместные операции. Каждая такая
операция, как правило, заменяется одной или двумя машинными командами (в
зависимости от адресации машины). В общем случае операция R может иметь k
операндов (k(1). На ЭВМ такая операция должна заменяться группой машинных
команд. Будем считать, что к моменту генерирования машинных команд
проведено распределение памяти, и каждый операнд представлен
соответствующей ссылкой на таблицу имен, содержащую адрес операнда.
Аналогично, для каждой рабочей переменной известен ее адрес.
Для трансляции выражений из обратной польской записи в машинные команды
используется стек операндов (СО) с указателем i. В исходном состоянии стек
операндов пуст, а указатель i=1. Будем также считать, что в исходном
состоянии номер первой свободной рабочей переменной j=1.
Алгоритм трансляции состоит в следующем.
1. Взять очередной символ S из обратной польской записи выражения.
2. Если S – операнд, то занести S в СО[i] , выполнить i=i+1 и перейти к
пункту 1, иначе к пункту 3.
3. Если S – не знак операции, то перейти к пункту 4, иначе, если S – знак
операции R, выполнить следующее
1. Среди элементов стека СО[i-k], где k – число операндов
операции R, найти рабочую переменную с минимальным номером
l. Если в рассматриваемых элементах стека нет рабочих
переменных, то положить l=j.
2. Записать машинные команды, реализующие оператор присваивания
rl=R(СО[i-k],…,СО[i-1]). Здесь R(x1, … , xk) – результат
выполнения операции R над операндами x1, … , xk.
3. Занести символ rl в СО[i-k].
4. Выполнить: i=i-k+1 и j=l+1. Перейти к пункту 1.
4. Если запись выражения исчерпана, то трансляция закончена.
Стек операндов должен содержать только переменную rl, в
противном случае нужно записать информацию об ошибке в
таблицу ошибок.
Вход
Рис.4. Блок-схема перевода обратной польской записи в машинные команды.
Для реализации пункта 3.2. приведенного алгоритма используются заранее
подготовленные заготовки групп машинных команд, в которые требуется лишь
подставить адреса операндов, взятые из стека операндов. Эту подстановку
выполняет подпрограмма, соответствующая рассматриваемой операции R.
Надо, однако, отметить, что используемая подпрограмма определяется, не
только знаком операции R, но и типом операндов. Например, одна подпрограмма
соответствует операции сложения вещественных чисел, а другая – операции
сложения целых. Иногда в пункте 3.2. приходится выполнять несколько
подпрограмм. В частности, если один операнд целый, а другой вещественный,
то в начале нужно привести операнды к одному типу, а затем выполнить
подпрограмму формирования команды сложения. При несовместимости операндов
или при несоответствии операндов знаку операции выдается информация об
ошибке.
Блок-схема алгоритма перевода обратной польской записи в машинные
команды приведена рисунке 4.
Заметим, что приведенный выше алгоритм пригоден для перевода в машинные
команда не только арифметических и логических выражений, но и любых
текстов, записанных в обратной польской записи с использованием
произвольных операций, реализуемых машинными командами.
4.3.5. Общая схема работы интерпретатора
Рассмотрим, что же представляет собой программа, написанная на языке
блок - схем с точки зрения интерпретатора. Это список структур следующего
вида:
struct Blocks
{
int type; // тип блока
int x; // координаты блока на планшете по оси X
int y; // координаты блока на планшете по оси Y
int true_x; // координаты блока на планшете для перехода
int true_y; // по ИСТИНЕ (TRUE)
int false_x; // координаты блока на планшете для перехода
int false_y; // по ЛЖИ (FALSE)
char* text; // указатель на текст блока
struct Blocks far *next; // указатель на следующий блок в списке
блоков
};
Минимальной единицей интерпретации в языке блок-схем является блок.
Работой всего интерпретатора управляет функция, которая перемещает фокус
интерпретации по блок-схеме, распознает тип блока, на который указывает
фокус и запускает функцию обработки (интерпретации) соответствующего блока.
После того как функция обработки блока отработает, она передает управление
функции управляющей работой интерпретатора. Каждый тип блока имеет свою
функцию обработки. Рассмотрим каждый блок по порядку.
НАЧАЛО – блок «НАЧАЛО» отвечает за описание переменных. Строка
символов, принадлежащая этому блоку, переводится в список указателей (см.
параграф «Структуры данных»). Затем происходит формирование таблицы
переменных одновременно с лексической и семантической проверкой. Если
функция блок отработала без ошибок, то процесс интерпретации продолжается,
иначе нет.
КОНЕЦ – Функция блока ничего не делает. После того, как она передаст
управление функции управления интерпретацией, интерпретатор заканчивает
свою работу.
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ДЕЙСТВИЯ – Строка символов переводится в массив
указателей. Затем этот массив переводится в обратную польскую запись
(ПолИЗ) и выполняется. Предварительно производится лексический и
синтаксический анализ. Если ошибок нет, то управление передается функции
управления интерпретацией.
ПОДПРОГРАММА – Предварительно производится лексический и синтаксический
анализ. Потом текст переводится в список дескрипторов ПолИЗа, и если ошибок
нет, то управление передается функции управления интерпретацией.
ВЕТВЛЕНИЕ ПО УСЛОВИЮ – Сначала производится синтаксический и
лексический анализ. Затем строка символов переводится в массив указателей,
потом этот массив переводится в ПолИЗ и выполняется. После выполнения
ПолИЗа осуществляется семантический анализ. Если ошибок не было, то в
зависимости от результата анализа функции управления будет передана
информация, как выполнять ветвление.
ВВОД\ВЫВОД – В этих блоках происходит семантический и лексический
анализ. По результатам анализов происходит либо выдача сообщений в окно,
либо вывод (ввод) значений переменных. Особенность возникает при обработке
массивов, так как в этом случае необходимо вычислять адрес элемента
массива. Для этого, выражение стоящие внутри квадратных скобок ( [ , ] )
переводится в обратную польскую запись и после обработки ПолИЗа, происходит
либо ввод, либо вывод определенного элемента массива. По окончании работы
функции обработки блоков, они передают управление функции управления
интерпретацией.
МЕТКА – Обработка этого блока происходит в функции блока БЕЗУСЛОВНЫЙ
ПЕРЕХОД НА МЕТКУ.
БЕЗУСЛОВНЫЙ ПЕРЕХОД НА МЕТКУ – Функция обработки этого блока ищет в
списке структур блоков блок, содержащий такую же метку, которую содержит и
он сам (блок). По окончанию работы функция обработки блока передает функции
управления интерпретацией, на какой блок нужно осуществить переход для
продолжения интерпретации программы.
МУЛЬТИВЕТВЛЕНИЕ При выполнение этого блока формируется константа с
которой будет выполняться сравнение при встрече с блоком “ветвь.”
ВЕТВЬ Обработка данного блока происходит следующим образом: если
константа, содержащаяся в этом блоке, совпадает с константой, которая была
сформирована в блоке мультиветвление, то происходит переход по истине
(true), иначе по лжи (false).
4.4. Оболочка системы
4.4.1. Работа с файлами
В нашей системе, как и в любой другой, работа с файлами просто
необходима. Это, в первую очередь, связанно с тем, что пользователь, создав
блок-схему, захочет ее сохранить, с той целью, чтобы использовать ее в
дальнейшем.
В системе “Блок схема” для работы с файлами создана унифицированная и
очень дружелюбная система диалогов с пользователем. Она позволяет легко
сохранять схемы на внешнем запоминающем устройстве (дискета или винчестер)
или считывать уже созданные. За основу диалогов системы взяты диалоги,
разработанные фирмой Borland, и несколько модифицированы в варианте под
операционную систему MS-Dos, а под Windows приняты стандартные диалоги в
среде MS Windows 95. Схема, созданная в системе “Блок схема”, хранится на
диске и имеет свое уникальное имя. Файл имеет расширение sch – MS-Dos и scw
- Windows.
Файл схемы представляет собой последовательность следующих записей:
struct FILE_SCHEME
{
int type; // тип блока
int x; // координаты блока на планшете по оси X
int y; // координаты блока на планшете по оси Y
Страницы: 1, 2, 3
|