Интерпретация блок-схем (стр. 9 из 18)

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 (k³1). 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

3.1. 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.

3.2. Записать машинные команды, реализующие оператор присваивания r_l=R(СО[i-k],…,СО[i-1]). Здесь R(x₁, … , x_k) – результат выполнения операции R над операндами x₁, … , x_k.

3.3. Занести символ r_l в СО[i-k].

3.4. 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 r_l, 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.