М.М. ГОРБУНОВ-ПОСАДОВ - Системное обеспечение пакетов прикладных программ (1184225), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Было бы удобно, например,чтобы язык генерации позволял определять семантику команды языказаданий путем описания возможных вариантов расчетной цепочки типичнойзадачи, которая будет решаться по данной команде, и указаний условийвыбора того или иного из этих вариантов;- необходимо, чтобы система устанавливала достаточно простойрегламент внутренней модуляризации функционального наполнения иобеспечивала бы соответствующую программную поддержку этогорегламента;- необходимо, чтобы программные компоненты системы, являющиесяосновой операционных средств создаваемого пакета, осуществляли быэффективное (как по объему памяти, так и по времени процессора)исполнение пользовательских команд, а также обеспечивали бывозможностьобработки задания как в закрытом режиме, так и в режиме диалога спользователем;- необходимо, чтобы в системе был предусмотрен аппарат, позволяющийбыстро реализовать внешнее информационное обслуживание (типа «меню»)с конкретной предметной ориентацией.Естественнымархитектурнымрешением,удовлетворяющимперечисленным выше требованиям, является создание инструментальнобазовой системы в форме анализатора проблемно-ориентированных языков,определяемых пользователем.
В следующем разделе мы рассмотримвопросы реализации и использования версии такого анализатора на машинеБЭСМ-6.5.2. Общая характеристика анализатора PLAN-БЭСМ-6К моменту постановки задачи создания на машине БЭСМ-6 системногообеспечениядляпакетовсплошнойматематическойобработкиэкспериментальных данных уже была известна версия анализаторапроблемных языков - PLAN (Problem Language ANalyzer), разработаннаяфирмой IBM [50].
Архитектура и внутренняя организация этого анализаторабыли подробно исследованы с точки зрения возможности использования его намашинеБЭСМ-6вкачествеинструментально-базовойсистемы,ориентированной на создание пакетов обработки данных физическихэкспериментов.Это исследование показало, что PLAN полностью удовлетворяеттребованиям, которые предъявляются к системе такого рода, а его программнаяреализация характеризуется простой логической структурой и содержит рядмашинно-независимых составляющих. В связи с этим было решеноразработать универсальное системное обеспечение для указанного классапакетов в виде версии PLAN'a для машины БЭСМ-6. Такой подход, вчастности, не только позволил существенно сократить сроки разработки, но иоткрыл благоприятные перспективы создания для машин типа БЭСМ-6 и ЕСЭВМ семейства совместимых и мобильных пакетов.Поскольку функциональные возможности штатного программногообеспечения машин БЭСМ-6 и ЕС ЭВМ существенно разнятся, реализацияPLAN'a оказалась сопряжена с переработкой структуры и ряда управляющихмодулей, в том числе монитора, процессора языка генерации и интерпретатораязыка пользователя.
Необходимо подчеркнуть, что при этом была обеспеченаэквивалентность функций этих моду-лей. Реализованная для машины БЭСМ-6 версия анализатора получиланазвание PLAN-БЭСМ-б [127,128].Прежде чем перейти к обсуждению вопросов реализации анализатораPLAN-БЭСМ-б и технологии его использования при создании пакетов дляобработки данных физических экспериментов, рассмотрим кратко основные(проблемно и машинно независимые) понятия и принципы функционированияPLAN'a, которые отражают инструментально-базовый характер егоархитектуры.5.2.1.
Базовые средства. Язык заданий пакета (называемый авторамиPLAN'a языком пользователя) создается на базе установленных PLAN'омформализмов, которые целиком переходят в каждый разрабатываемый языкпользователя и поддерживаются базовыми программными средствами PLAN'a.Совокупность этих формализмов будем называть абстрактом языкапользователя.Как определено в абстракте языка пользователя, задание пакету являетсяпоследовательностью операторов, внешнее представление каждого изкоторых имеет вид:<команда> [.
<данные>];Команда может содержать от 1 до 9 фраз, которые именуют отдельныемакрооперации процесса обработки данных, реализуемые пакетом, иопределяются с помощью языка генерации. Абстракт языка пользователя ненакладывает никаких ограничений на состав и порядок следования фраз вкоманде. Это дает возможность разработчику пакета самому указать правиласоставления пользовательских команд, обеспечивающие семантическуюкорректность и наглядность операторов задания.Фраза, в свою очередь, является фиксированной последовательностьюот 1 до 5 слов, разделенных пробелами. И, наконец, слово - это непустаяпоследовательность произвольного числа букв, из которых значащимиявляются только три первых.Совокупность данных, рассматриваемых в предметной области пакета,при использовании PLAN'a понимается как множество величин,идентифицируемых по именам.
Имя величины - это слово, которое должнобыть специфицировано в определении одной из фраз языка пользователя.В разделе данных оператора языка пользователя можно задатьприсваивание начальных значений некоторым величинам, используемымпри выполнении этого оператора. Причем начальное значение величиныможет быть задано как в видеконстанты (числовой, логической или литерной), так и в видеарифметического или логического выражения, в котором в качествеоперандов используются другие величины. Для этого в абстракт языкапользователя включено специальное языковое подмножество, позволяющееописывать простые процессы вычислений, результаты которых могут бытьприсвоены тем или иным величинам.Поясним введенные понятия следующими примерами.ЧАСТОТНАЯ ДИСПЕРСИЯ, ОПЫТ 10, БАЗА=ГЕНЕРАТОР/2;АМПЛИТУДНАЯ ДИСПЕРСИЯ, ОПЫТ 15, ШУМ=ФОН-(ВОЗМУЩ*2);В приведенных операторах использованы команды, состоящие из двухфраз, вторая из которых ДИСПЕРСИЯ.
Операторы выполняются надданными, полученными при проведении соответственно 10-го и 15-гоэксперимента. Начальные значения величин БАЗА и ШУМ заданы в видевыражений, которые будут вычислены непосредственно перед выполнениемоператора.Абстракт языка пользователя является языковой составляющей базовогосистемного обеспечения, т.е. той части PLAN'a, которая непосредственнопереходит в системное обеспечение каждого создаваемого пакета. Что жекасается программных компонентов базового обеспечения, то основнымисреди них являются монитор, интерпретатор языка пользователя иЭтикомпонентыобеспечиваютбиблиотекасервисныхмодулей.единообразный стиль ведения работ при создании, эксплуатации имодификации пакета. Они определяют (своими внешними спецификациями)регламент внутренней модуляризации и форму хранения функциональногонаполнения, способ организации межмодульного интерфейса, возможныережимы выполнения заданий.
Так, базовые компоненты PLAN'aпредполагают, что:- языками функционального наполнения являются Фортран и автокодБЕМШ;- функциональные модули хранятся в виде объектных модулей;- межмодульный интерфейс по управлению осуществляется по схемекосвенной коммутации (см. п. 1.7) с помощью сервисных модулей;- межмодульный интерфейс по данным является жестким и реализуетсячерез параметры операторов CALL и глобальные переменные, описываемые воператорах COMMON;- операторы задания могут выполняться как в закрытом, так и винтерактивном режиме, причем возможно чередова-ние этих режимов в течение сеанса обработки одного задания.Базовые программные средства PLAN'a обеспечивают также и поддержкумежоператорного интерфейса по данным, который реализуется через такназываемый массив связи, размещаемый в непомеченном COMMON-блоке.Регламент модуляризации функционального наполнения жестко фиксируетвнутреннюю структуру общей области памяти, отводимой для этого блока, новместе с тем и предоставляет разработчикам пакета полную свободу приразмещении данных внутри массива связи.
Размещая в массиве связи всевеличины, на которые пользователь может ссылаться в операторах языказаданий, разработчики пакета обеспечивают общность доступа к этимвеличинам как на уровне языка заданий, так и на уровне базового языкапрограммирования.Кроме того, в PLAN'e предусмотрена возможность установить иерархиюкоманд с точки зрения организации доступа к величинам, размещаемым вмассиве связи. При использовании иерархически упорядоченных командочередному оператору доступно только то содержимое массива связи, котороебылополученонепосредственнопослевыполненияближайшегопредшествующего. оператора с командой более высокого уровня.
Введениеиерархии повышает гибкость и надежность интерфейса между операторами, атакже позволяет локализовать последствия ошибки, обнаруженной привыполнении некоторого оператора.Отметим основные функции базовых программных компонентов PLAN'a.Монитор осуществляет связь пакета с штатным программнымобеспечением, организует выполнение расчетной цепочки, соответствующейочередному оператору задания, обнаруживает ошибочные ситуации в ходевыполнения цепочки и выдает диагностические сообщения. При условииполного соблюдения регламента модуляризации разработчиками функционального наполнения монитор обеспечивает также ликвидациюпоследствий обнаруженных ошибок.Интерпретатор языка пользователя осуществляет ввод операторов заданияс устройства ввода, производит в соответствии с описанием раздела данныхоператора присваивание начальных значений величинам и, используя словарьфраз, который создается с помощью инструментальных средств PLAN'a,формирует расчетную цепочку, реализующую команду оператора.Библиотека сервисных модулей предназначена для обеспечениявзаимодействия функциональных модулей, созданияи обслуживания файлов, используемых функциональными модулями, иорганизации проблемно-ориентированной подсистемы обнаружения идиагностики ошибок, возникающих в ходе выполнения функциональныхмодулей.5.2.2.
Инструментальные средства. Развитие абстракта языкапользователя в язык заданий конкретного пакета осуществляется с помощьюинструментальных средств PLAN'a: языка генерации и процессора языкагенерации. Эти средства автоматизируют процесс создания языка заданий идают возможность разработчику пакета отразить в определяемом языкеспецифику конкретной прикладной деятельности.Язык генерации имеет декларативный характер и никак не связан спредметной ориентацией создаваемых пакетов.
На этом языке записываютсяопределения всех фраз, которые будут использоваться при формированииоператоров заданий. Основными объектами языка генерации являютсяфразы, имена функциональных модулей и величин.По существу, процесс опеределения языка заданий пакета заключается вформировании словаря фраз, который составляется с помощью процессораязыка генерации. Для того, чтобы этот процессор имел возможностьоперировать определениями фраз, в абстракте языка пользователя определены три инструментальные фразы: ADD PHRASE, DELETE PHRASE иALTER PHRASE.Используя эти фразы, можно включать в задание следующиеинструментальные операторы:ADD PHRASE: <определение фразы> ;(Этот оператор обеспечивает добавление новой фразы в словарь.
Если фразауже определена, то добавление не производится.)DELETE: <фраза> ;(Этот оператор удаляет определение указанной в нем фразы из словаря.)ALTER PHRASE: определение фразы> ;(Этот оператор заменяет старое определение фразы на новое. Если фразы всловаре не было, то действие этого оператора эквивалентно выполнениюоператора с командой ADD PHRASE.)Заметим, что в инструментальных операторах команда отделяется отданных двоеточием, которое для интерпретатора языка пользователя служитпризнаком того, что раздел данных текущего оператора обрабатываться недолжен.Определение фразы содержит фразу, описание семантики фразы иописания связанных с этой фразой величин, на которые можно ссылаться какна ключевые параметры в разделах данных тех операторов, где используетсяопределяемая фраза.Общий формат определения фразы:<фраза> , <описания> ;Внешний синтаксис раздела <описания> можно определить следующейконструкцией:<раздел описания семантики> [,описание уровня>] [ , { <раздел описаниясемантики> / <описание величины> } … ](В этой нотации большие фигурные скобки, охватывающие несколько строк,означают произвольный выбор одной из этих строк.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
