9.1. Особливості реалізації мов високого рівня

Розвиток мікропроцесорної техніки привів до реалізації мов високого рів­ня. Мови високого рівня (МВР) в порівнянні з машинними мовами і мовами асемблер легше сприймаються і освоюються в коротші терміни. Доцільність за­стосування МВР обумовлена підвищенням продуктивності праці програмістів, спрощенням супроводу програмних продуктів, забезпеченням можливості по­стійного вдосконалення програм. Завдяки невеликим об'ємам оперативної па­м'яті і доцільності підвищення швидкості функціонування МПП забезпечується трансляція МВР (перетворення програми в еквівалентну програму в машинних кодах). Компіляція (Compilation) - це трансляція програми на МВР в об'єктний модуль (самостійна частина програми), здійснювана спеціальною програмою або технічними засобами, що називаються компілятором. Звичайно сучасний компілятор виконує компіляцію, трансляцію, перевірку і налаголдення програм.

Компілятор виконує функції лексичного і синтаксичного аналізу, а також перетворення у форму зворотного польського запису (арифметичний або логіч­ний вираз записується послідовністю спочатку операнди, а потім операції, за­пропонованих польським математиком Я. Лукашевичем).

МВР Basic, що входить в стандартний набір програмного забезпечення, широко використовується через простоту реалізації і близькість до природного

спілкування. Так, математичний запис [ax2 + by): ln y3 на мові Бейсик матиме вигляд

[A * X л2 + B * Y) / LOG [Y л3). Для роботи програми всі оператори завжди мають мітки, роль яких вико­нують цілі числа.

МВР Basic містить операторів, що дозволяють проводити обчислення, управляти ходом виконання програм, здійснювати безумовні й умовні передачі управління, виконувати операції в циклі, працювати з підпрограмами (табл.9.1).


МВР відрізняються між собою. Програми на популярній мові Pascal знач­но швидші ніж Basic, але мають певну орієнтацію при використанні. У різних МВР можливе представлення чисел в різних форматах і зміна їх, наприклад, при виводу на друк. Існують засоби для роботи з графічною інформацією, об­міну з периферійними пристроями, роботи в мережах та багато іншого.

МВР Сі (або С) був вперше створений на початку 70-х років і успішно розвивається. Сі компілюють у виконуваний файл в двійкових кодах спеціально для конкретного мікропроцесора. Для створення програми необхідно мати пев­не програмне забезпечення. У комплект програм звичайно входять текстовий редактор, бібліотечні файли, компілятор, компонувальник, файли допомоги і приклади програм.

Програми на мові Сі портативні. Якщо необхідно змінити програму, то для цього змінюється декілька рядків коду. Компілятори Сі добре функціону­ють як на 8-розрядних мікропроцесорах, так і на суперкомп'ютерах.

Особливий інтерес до МВР Сі програмісти почали проявляти, коли фірми PIC, Atmel, Motorola та ін. створили мікроконтролери з можливістю розробки для них програм на цій мові. Враховуючи, що асемблерні мови орієнтовані на конкретні типи мікропроцесорів і логіку їх роботи, мова Сі позбавлена подіб­

них недоліків. Сі використовується для програмування будь-яких мікропроце­сорів і особливо мікроконтролерів, для яких є компілятор з мови Сі. Вивчивши Сі, можна легко переходити від одного сімейства МПП до інших, витрачаючи на це менше часу на розробку.

Розробка програм на Сі включає декілька етапів:

Визначення мети програми (вимоги користувача):

а)         описати все, що повинна робити програма;

б)         визначити початкові умови;

в)         точно визначити всі можливі операції з величинами і текстом;

г)         встановити кінцеву інформацію, яку слід одержати в результаті робо-
ти програми.

Побудова програми з використання певної структури.

Запис коду - переклад ідеї програми на мову Сі.

Для створення початкового коду використовується будь-який текстовий редактор.

Коментарі в початкових текстах програм наводяться всередині похилих дужок /* ... */. Вкладені коментарі в Сі, які допустимі, наприклад в Basic, не ви­рішуються.

Всі функції наводяться на початку програми і є її частиною. Всі змінні де­кларуються перед рядком main(). Змінні величини, доступні для функцій, по­значаються global або local. Типи даних визначаються завжди наперед. Якщо змінні є двобайтові цілі числа, то позначаються int, символьні - char, чотири-хбайтові речовинні - float і т.д. На цьому етапі програма одержує ім'я з розши­ренням ".с" (наприклад, "test.c").

Компіляція - переклад початкового тексту програми в послідовність машинних двійкових кодів. Слід враховувати спрямованість роботи компілято­рів для конкретних мікропроцесорів.

Результат роботи компілятора полягає у створенні нового тексту програ­ми з назвою, наприклад, "test.obj".

Компоновка або складання - виконується тільки в тому випадку, якщо початковий текст програми скомпільований без помилок. Компонувальник (спеціальна програма) збирає проект, що розробляється, і представляє його з назвою, наприклад, "test.exe".

Робота програми - перевіряється за допомогою додаткових програм для тес тування працюючої програми з певними вхідними величинами (струм в ме­режі, швидкість обертання валу двигуна, температура устаткування і т.п.).

Тестування і налагодження програми - перевірка всіх завдань, які пови­нна вирішувати програма. При цьому:

а)         обробляється весь діапазон вхідних, вихідних та ін. даних (ПЕ. ВЕ);

б)         перевіряються кінцев і результати;

в)         оцінюються режими функціонування всього комплекту МПП;

г)         визначається стійкість МПП при багатократному старті програми;

д)         перевіряється вплив на програму інших програмних продуктів, якщо
вони використовуються МПП, або операційного середовища.

Збереження і зміна програми - усунення виникаючих проблем, пов'яза­них:

а)         помилками, що з'являються при введенні неперевірених даних від

ПЕ;

б)         використанням програми в іншому операційному середовищі;

в)         усуненням впливу на програму інших програмних продуктів;

г)         впливом зовнішніх чинників (ВЕ, перешкод, електричних розрядів.
блукаючих струмів і т.п.).

Для спрощення процедури усунення різних помилок в програмному прое­кті важливо в нього включати докладні коментарі і ретельно вести документа­цію, що розкриває всі етапи створення програми.


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я