Разработка программы-интерпретатора

6

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В настоящее время языки высокого уровня стали основным средством разработки программ. Поэтому компиляторы составляют существенную часть системного программного обеспечения ЭВМ. Сегодня только очень малая часть программного обеспечения, требующая особой эффективности, разрабатывается с помощью ассемблеров. В настоящее время имеет применение довольно большое количество языков программирования. Наряду с традиционными языками, такими, например, как Фортран, широкое распространение получили так называемые «универсальные» языки (Паскаль, Си, Модула-2, Ада) и др., а также некоторые специализированные (например, язык обработки списочных структур Лисп). Кроме того, большое распространение получили языки, связанные с узкими предметными областями, такие, как входные языки пакетов прикладных программ.

Для ряда названных языков имеется довольно много реализаций для различных операционных систем и архитектур ЭВМ.

В рамках традиционных последовательных машин развивается большое число различных направлений архитектур. Примерами могут служить архитектуры CISC, RISC. Такие ведущие фирмы, как Intel, Motorola, Sun, начинают переходить на выпуск машин с RISC-архитектурами. Естественно, для каждой новой системы команд требуется полный набор новых компиляторов с распространенных языков.

Поэтому важную роль компиляторов в современном системном ПО для ЭВМ невозможно переоценить.

В данной контрольной работе делается попытка создания простого компилятора-интерпретатора с целью изучения принципов строения и работы этого вида системного ПО.

Техническое задание

В данной контрольной работе требуется: создать программу-интерпретатор, способную принимать на вход текстовый файл в ASCII-кодировке с текстом программы, разработать синтаксис для записи текста входной программы. Результатом работы программы является вывод на экран значения комплексного числа, являющегося результатом вычислений.

Интерпретатор должен воспринимать и обрабатывать следующие инструкции:

а) Присвоение значений переменным:

<ИмяПеременной> = <Значение> (например, X=1,5 - j0.8),

или <ИмяПеременной> = <Выражение> (например, F = X + j17);

б) Вывод результатов на экран:

OUT(<ИмяПеременной>) (например, OUT(X)),

или OUT(<Выражение>) (например, OUT(X + F));

в) В выражении допускаются следующие операции и встроенные функции:

+ - сумма;

- - разность;

|…| или ABS(…) - модуль комплексного числа;

* - произведение;

Re(…) - действительная часть числа;

Im(…) - мнимая часть числа;

~ - унарный минус;

j - умножение на мнимую единицу

г) Приоритет операций регулируется скобками.

Разработка грамматики

Список допустимых лексем (слов языка).

Допустимыми являются:

имя переменной <имя переменной> = L<L|C>; (L - буква, C - цифра)

числовые константы <числовая константа> = С<|C|.|C|>

зарезервированные слова <зарезервированные слова> = <'OUT', 'ABS', 'RE', 'IM', 'j'>

используемые символы <символы> = <'+', '-', '*', '|', '(', ')', '~',>

Все буквы - заглавные латинские, исключение только для j - обозначения мнимой единицы

В лексической свертке каждая лексема заменяется дескриптором. Дескриптор имеет единый формат для всех типов лексем, и содержит два поля: (<тип лексемы>, <указатель>)

<тип лексемы> - это, как правило, числовой код класса лексемы. Выделим 6 классов:

Идентификаторы (имена переменных) - PEREM;

Числовые константы (вещественные). Лексическая свертка вещественного числа включает дескриптор целой части числа и дескриптор дробной части числа, разделенные '.' - CONST;

Обозначение арифметических операций ('+', '-', '*', 'j', '~') - OPERAC;

Арифметические функции ('ABS', 'RE', 'IM', '|') - FUNC;

Разделители ('.', ')', '(', '=') - SPECSIMV;

Служебное слово ('OUT');

Лексемы собираются в таблицы - для каждого класса своя таблица. В поле дескриптора <указатель> содержится ссылка на строку соответствующей таблицы. Коды ключевых слов и разделителей всегда одни и те же в лексической свертке обрабатываемых текстов программ. Таблицы лексем для классов идентификаторов и числовых констант формируются на этапе лексического анализа. Поскольку тексты программ отличаются числом и именами переменных, количеством встречающихся числовых констант, коды идентификаторов и чисел различаются в лексической свертке различных программ (организованы в виде динамических списков).

В качестве кодов классов лексем будем использовать числа: 1 - имя переменной, 2 - числовая константа, 3 - арифметическая операция, 4 - арифметическая функция, 5 - разделители, 6 - служебное слово.

Внутренние таблицы лексического анализатора:

1. Таблица имен переменных

2. Таблица числовых констант

3. Таблица арифметических операций

4. Таблица арифметических функций

5. Таблица разделителей

6. Таблица служебного слова

Описание программы-интерпретатора

Программа-интерпретатор выполнена с использованием среды разработки Borland Delphi 6.0 и представляет собой интерактивную оболочку, позволяющую загружать исходный ASCII-текст, содержащий программу, написанную в соответствии с синтаксисом входного языка.

Результатом обработки текста программы является вывод в окне интерпретатора значения комплексного числа, либо сообщения об ошибке.

Рисование круга с центром в точке (х0,у0) и радиусом R

CIRCLE( x0,y0,R )

Листинг программы

Рисование прямоугольника:

RECT( x1,y1,x2,y2 )

(х1,у1) - координаты левого верхнего угла, (х2,у2) - правого нижнего угла.

Листинг программы

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

var

r1, r2: TRect; // координаты углов прямоугольников

begin

// заполнение полей структуры

// зададим координаты углов прямоугольников

r1: = Rect(20.20.60.40);

r2: = Rect(10.10.40.50);

with fоrm1.Canvas do begin

Brush.Color: = clRed;

FillRect(r1); // закрашенный прямоугольник

Brush.Color: = clGreen;

FrameRect(r2}; // только граница прямоугольника

end;

end;

Рисование линии из точки с координатами (х1,у1) в точку (х2,у2)

LINE( x1,y1,x2,y2 )

Листинг

Описание тестового примера

Текст программы:

X=0.5+j2

Y=0.1-j8.5

X=RE(X)+RE(Y)*2

OUT(X)

OUT(Y)

Лексическая свертка исходного текста:

(1,1) (5,4) (2,1) (3,1) (3,4) (2,2)

(1,2) (5,4) (2,3) (3,2) (3,4) (2,4)

(1,1) (5,4) (4,2) (5,3) (1,1) (5,2) (3,1) (4,2) (5,3) (1,2) (5,2) (3,3) (2,5)

(6,1) (5,3) (1,1) (5,2)

(6,1) (5,3) (1,2) (5,2)

Заключение

В данной курсовой работе была выполнена задача создания простой программы-интерпретатора для обработки исходных текстов программ, выполняющих действия над комплексными числами.

Библиографический список

программирование интерпретатор число комплексный

Серебряков В.А., Галочкин М.П., Гончар Д.Р., Фуругян М.Г. Теория и реализация языков программирования. М.: “МЗ-Пресс”, 2012.- 296 с.

Атакищев О.И., Волков А.П., Титов В.С., Старков Ф.А. Формальные грамматики и их применение в распознавании образов. - Курск, 2010. -115с.

Бек Л. Введение в системное программирование. - М.: Мир, 1988. - 448 с.

Молчанов А.Ю. Системное программное обеспечение - СПб.: 2003 г.

Размещено на Allbest.ru