Ongelma(t): Miten jollakin korkeamman tason ohjelmointikielellä esitetty algoritmi saadaan suoritettua mikro-ohjelmoitavalla tietokoneella ja siinä

Transkriptio

1

2 Ongelma(t): Miten jollakin korkeamman tason ohjelmointikielellä esitetty algoritmi saadaan suoritettua mikro-ohjelmoitavalla tietokoneella ja siinä olevilla komponenteilla? Voisiko jollakin ohjelmointikielellä ohjelmoida kaikkia tietokoneita? Lasse Lensu 2

3 Hyvin määritelty kieli mahdollistaa algoritmin esitystavan automaattisen tulkitsemisen ja muuntamisen toiseen muotoon. Tulkitseminen ja kääntäminen ovat korkeamman tason ohjelmointikielellä esitettyjen algoritmien suorittamisen edellytys Lasse Lensu 3

4 Tietojenkäsittelyn perusteet 2 Konekieleen kääntäminen Lasse Lensu 4

5 Kääntäminen käytännössä Busch C Alaoutinen S Käännösprosessi: Selaaminen Jäsentäminen Kohdekielen tuottaminen Lasse Lensu 5

6 Käännösprosessi Korkean tason kielellä kirjoitetun algoritmin kääntäminen lähdekieleltä tietokoneen ymmärtämään konekieliseen muotoon. Jokainen korkean tason kielellä kirjoitettu käsky käännetään yhdeksi tai useammaksi konekieliseksi käskyksi Lasse Lensu 6

7 Syntaksin määrittely Automaattinen käännösprosessi vaatii hyvin määritellyn lähdekielen ja kohdekielen. Lähdekielinen algoritmin esitys on johonkin merkkivalikoimaan kuuluvien merkkien jono. Syntaktiset (kieliopilliset) säännöt kertovat, minkälaiset merkkijonot ovat jonkin kielen ilmentymiä. Kielen syntaksi on tarvittavien syntaktisten sääntöjen kokoelma Lasse Lensu 7

8 Kääntäjän toiminta Kääntäjä muuntaa korkean tason kielellä kirjoitetun ohjelman konekielelle kolmessa vaiheessa: 1.Selaaminen eli leksikaalinen analyysi 2.Jäsentäminen eli syntaktinen analyysi 3.Kohdekielisen esityksen tuottaminen Lähdekielinen esitys Selaus Tekstialkioiden lista Jäsennys Jäsennyspuu Kohdekielen tuottaminen Kohdekielinen esitys Lasse Lensu 8

9 Selaaminen Tunnistaa yksittäiseen tekstialkioon kuuluvat merkit Selvittää tekstialkion tyypin Tekstialkiot ovat päätesymboleita: Varattu sana Operaattori Välimerkki Tunnus Luku- tai merkkivakio Tallettaa tunnukset symbolitauluun Lasse Lensu 9

10 Jäsentäminen Selvittää syntaktisen rakenteen jäsennyspuuhun Jäsentämisen strategia: Osittava eli ylhäältä alas (top-down) Kokoava eli alhaalta ylös (bottom-up) Jäsentäminen sisältää epädeterminismiä, kun kieliopin produktioiden läpikäyntijärjestystä ei ole kiinnitetty Lasse Lensu 10

11 Kohdekielen tuottaminen Syntaktisen analyysin jälkeen tuotetaan jäsennyspuuta seuraten konekielinen ohjelma: Muistin varaaminen Konekielisten käskyjen muodostaminen Koodin optimointi Lasse Lensu 11

12 Muistin varaaminen Varataan muisti muuttujille, joilla kullakin yksilöllinen tunnus ja arvo Määrätään muistiosoitteet, jotka voivat olla fyysisiä (todellisia) tai virtuaalisia Tunnus Tyyppi Koko Osoite summa:=arvo+1 merkki:= a... summa arvo merkki kok.luku kok.luku merkki Lasse Lensu 12

13 Konekäskyjen muodostaminen Symbolisen konekielen tuottaminen jäsennyspuusta Käännösmoduuli: MODULE asetuslause(x, y, o, z) tulosta LOAD y CASE o of x := y+z := Tunnus + X Tunnus Tunnus LOAD y ADD z STORE x Y Z '+' : tulosta ADD z '-' : tulosta SUBTRACT z '*' : tulosta MULTIPLY z '/' : tulosta DIVIDE z ENDCASE tulosta STORE x ENDMODULE Lasse Lensu 13

14 Optimointi Suorassa käännöksessä konekieliseen koodiin jää turhia tai ylimääräisiä osuuksia. Muutetaan koodi kohdekoneen kannalta tehokkaampaan muotoon: LOAD Y ADD Z STORE X LOAD X MULTIPLY A STORE B LOAD Y ADD Z MULTIPLY A STORE B Lasse Lensu 14

15 Yhteenveto Kääntämisellä tarkoitetaan algoritmien esitystavan muutoksia esim. ihmisen käyttöön soveltuvan korkean tason kielestä tietokoneen ymmärtämään muotoon. Jokainen korkean tason kielellä kirjoitettu käsky käännetään yhdeksi tai useammaksi toisen kielen käskyksi. Kääntämisessä tarvitaan selaamista, jäsennystä ja kohdekielen tuottamista Lasse Lensu 15