AOP_Tom1 (1021736), страница 56
Текст из файла (страница 56)
Более того, полезные средства отладки можно легко встроить в интерпрети- рующую систему, Примеры интерпретаторов типа (а) приводятся ниже в нескольких разделах данного многотомника (например, рекурсивный интерпретатор — в главе 8 и машина для синтаксического анализа — в главе 10). Во многих ситуациях, как правило, приходится иметь дело с большим числом аналогичных задач, для которых не удается придумать описывающую их простую общую схему.
Рассмотрим такой пример. Предположим, необходимо написать алгебраический компилятор, с помощью которого можно генерировать эффективные команды машинного языка для сложения двух величин. Этн величины могут принадлежать одному из десяти классог 1константы, простые переменные, рабочие ячейки, ин- дексные переменные, содержимое аккумулятора или индексного регистра, числа с фиксированной или плавающей точкой и т. д.). Если подсчитать количество комбинаций всех пар, то получится 100 различных случаев.
И для того чтобы в каждом случае правильно выполнить операцию, понадобится длинная программа. Для решения данной задачи методом интерпретирования нужно изобрести специальный язык, "команды" которого помещались бы в одном байте. Затем необходимо просто подготовить таблицу из 100 "программ" на этом языке, таких, чтобы каждая программа идеально помещалась в одном слове. Идея состоит в том, чтобы выбирать из таблицы соответствующий элемент-программу и выполнять ее.
Это простой и эффективный метод. Пример интерпретатора типа (Ъ) приведен в статье Д. Э. Кнута (О. Е. КппгЬ), "Сошрпгег-Ргали Р!ошсЬагтв", САСМ 6 (1963), 555 — 563. В многопроходной программе предыдущие проходы должны передавать информацию последующим. Наиболее эффективным средством передачи этой информации следующему проходу является набор команд на машинно-ориентированном языке.
Тогда последующий проход — это ни что нное, как программа-интерпретатор специального назначения, а предыдущий проход — это "компилятор" специального назначения. Такую философию многопроходного процесса можно охарактеризовать следующим образом: мы, по возможности, рассказываем последующему проходу, что нужно делать, а не просто передаем ему набор фактов и просим понкть, что необходимо сделать. Другой пример интерпретатора типа (Ь) связан с компиляторами для специальных языков. Если в язык включено много возможностей, которые достаточно просто можно реализовать только в виде подпрограмм, то полученные в результате объектные программы будут представлять собой очень длинные последовательности вызовов подпрограмм.
Это может случиться, например, если язык предназначен, главным образом, для выполнения арифметических действий с высокой точностью. В подобном случае объектная программа будет значительно короче, если ее написать на интерпретируемом языке. Например, в книге В. Ванде!1, Ь. 3. Впэве!1, АЛСОС 60 1шр!ешепСаг1оп (Кев УогЫ Асайеш!с Ргеэв, 1964) описывается компилятор, выполняющий трансляцию с языка АЬСОЬ 60 на интерпретируемый язык, а также рвссквзываетгя об интерпретаторе для этого языка. В работе АгсЬпг Етапэ, Яг., "Ап АьСОЬ 60 Сошр~!ег" „Апп. Нег. Аиго. Ргойташпипя 4 (1964), 87 — 124, приводятся также примеры программ-интерпретаторов, которые используются во внутренней структуре компилятора.
Повсеместное распространение микрокомпьютеров и интегральных микросхем специального назначения сделало этот метод интерпретирования еще более ценным. Написанная на ТЕХ программа, с помощью которой были созданы страницы этой книги, преобразовала файл, содержащий текст настоящего раздела, в интерпретируемый язык. Этот язык, который называется форматом 0Ч1, был разработан Д. Р. Фучсом (О. В. РпсЬз) в 1979 году. (См. О. Е.
КппсЬ, Т~Х: ТЛе Ргойгагп (Веаб!пй, Мазал Аоп!эоп-Ъев!еу, 1986), Раг! ЗЦ 0Ч1-файл, созданный '1ЕХ, затем был обработан интерпретатором 4н1рв, который написал Т. Г. Рокики (Т. О. ВоЫсЫ), и преобразован в файл команд на другом интерпретируемом языке под названием Розит!р1э (АдоЬе яузгешэ 1пс., РоэгБсг1рс Лапдиа8е йеГегелсе Манив!, 2пс$ ец!Нюп (Веаб!пй, Мазал Апб!эоп-%ез!еу, 1990)]. Этот Ров!Бег!рс-файл был отослан в издательство, где его распечатали на фотонаборной машине, в которой для получения печатных пластин используется Ровсбсг1рыинтерпретатор. Такая трехпроходная операция является наглядной иллюстрацией интерпретаторов типа (Ь); в сам ТЕХ также включен неболыирй интерпретатор типа (а), предназначенный для обработки так называемой лигатуры и выполнения кернинга для символов каждого шрифта, встречающегося в тексте [ТЕХ: ТЬе Ргокгат, 1545].
На программу, написанную на интерпретируемом языке, можно посмотреть н с другой точки зрения. Ее можно считать набором вызовов подпрограмм, следующих один за другим. Подобную программу можно легко развернуть в длинную последовательность вызовов подпрограмм, и наоборот: такую последовательность обычно можно свернуть в набор команд, который легко интерпретируется. Итак, к преимуществам методов интерпретировання относятся компактность представления, машинная независимость и расширенные возможности диагностики Во многих случаях интерпретатор можно написать так, чтобы затраты времени на интерпретацию самого кода и на переход к нужной программе были незначительньь 1.4.3.1. Имитатор И1Х.
Если язык, который должен обрабатываться интерпретатором, является машинным языком другого компьютера, то этот интерпретатор обычно называют имитатором (а иногда эмулятором). По мнению автора, на написание таких имитаторов потрачено слишком много времени работы программистов, а на их использование — слишком много компьютерного времени. Мотивы создания имитаторов очень просты Например, начальник компьютерного отдела покупает новую машину и хочет по-прежнему использовать на ней программы, написанные для старой машины (вместо того чтобы переписать их с учетом особенностей новой машины).
Но обычно зто стоит дороже и дает худшие результаты, чем в случае, когда, временно нанимается группа программистов и перед ней ставится задача выполнить перепрограммированне. Например, однажды автор принимал участие в подобном проекте и в первоначальной программе, которая использовалась в течение нескольких лет, была обнаружена серьезная ошибка.
Мало того что новая программа давала правильные результаты, она еще и работала в пять раз быстрее старой! (Не все имитаторы плохи. Например, для компьютерной фирмы-производителя обычно очень полезно сымитировать новую машину еще до того, как она будет запущена в производство, чтобы программное обеспечение для нее можно было разработать как можно скорее. Но зто очень узкая область применения имитаторов.) В качестве яркого примера неэффективного использования имитаторов компьютеров можно привести подлинную историю о машине А, имитирующей машину В, на которой работает программа, имитирующая машину С) Данный способ приводит к тому, что большой и дорогой компьютер дает худшие результаты по сравнению со своим более дешевым собратом.
Ввиду всего вышесказанного возникает вопрос, почему же этот имитатор "поднял свою уродливую голову" в данной книге? На это есть две причины. а) Имитатор, который будет описан ниже, — это хороший пример типичной программы-интерпретатора. Здесь проиллюстрированы основные методы, использую. щиеся в интерпретаторах, и, кроме того, демонстрируется применение подпрограмм в достаточно длинной программе. Ь) Будет рассмотрен имитатор компьютера И1Х, написанный на языке И1Х (подумать только!). Это облегчит написание имитаторов И1Х для большинства комнью- теров, подобных М1Х; в коде нашей программы мы намеренно избегали широкого использования возможностей, присущих исключительно М1Х. Имитатор М1Х пригодится вам в качестре наглядного пособия к этой книге и, возможно, к другим.
Компьютерные имитаторы, описываемые в настоящем разделе, следует отличать от имитатлоров дискретных сисглем. Имитаторы дискретных систем — это важные программы, которые будут обсуждаться в разделе 2.2.5. А теперь вернемся к задаче написания имитатора М1Х. Входными данными лля нашей программы будут последовательность команд М1Х и данные, сохраненные в ячейках 0000-3499.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
