Создание и выполнение программ

Трансляция программ и сопутствующие процессы. Компиляторы и интерпретаторы.

Программа — это детальное и законченное описание алгоритма средствами языка программирования.

Процесс выполнения программы называется вычислительным процессом.

Исполнителем программы является компьютер. Для выполнения компьютером программа должна быть представлена в машинном коде — последовательности чисел, понимаемых процессором. Специальная служебная программа, преобразующая текст программы, записанный с помощью языка программирования, в машинный код, называется транслятором.

Этапы трансляции:

I. Синтаксический анализ – проверка на соответствие формальным правилам, содержащимся в языке программирования

II. Семантический анализ – (семантика – смысловая сторона языка) – поиск ошибок определенного рода, например, не описаны переменные и т.д.

Трансляторы делятся на два типа: интерпретаторы и компиляторы.

Интерпретатор переводит в машинный код и выполняет очередной оператор (команду) программы. Если команда повторяется, то интерпретатор рассматривает ее как встреченную впервые. Примерами служебных программ-интерпретаторов являются GW Basic, Лого, школьный алгоритмический язык, многие языки программирования баз данных. Достоинство интерпретаторов — их компактность, возможность остановить в любой момент выполнение программы, выполнить различные преобразования данных и продолжить работу программы.

Компилятор переводит в машинный код исходный текст программы целиком. Поэтому достоинство компиляторов — быстродействие и автономность получаемых программ. Компиляторами являются Turbo Pascal, С++, Delphi.

Таким образом, интерпретация в разработке программ – процесс непосредственного покомандного выполнения программы без предварительной компиляции, «на лету». Интерпретация связана с получением переменными значений в процессе работы программы. Режим интерпретации можно использовать для отладки программ на языке высокого уровня.

Компиляция в программировании – преобразование программы, представленной на одном из языков программирования, в коды на машинно-ориентированном языке, которые принимаются и исполняются непосредственно процессором. Результатом компиляции является объектный файл с необходимыми внешними ссылками на компоновщика. Программа уже переведена в машинные инструкции, однако ещё не полностью готова к выполнению. В объектном файле имеются ссылки на различные системные функции.

Компоновщик - модуль системы программирования или самостоятельная программа, которая собирает результирующую программу из объектных модулей и стандартных библиотечных модулей. Этот процесс называется компоновкой, а его результат – исполняемый файл.

Исполняемый файл – файл, который может быть обработан или выполнен компьютером без предварительной трансляции.

Средства создания программ

В самом общем случае для создания программы на выбранном языке программирования нужно иметь следующие компоненты.

1. Текстовый редактор - для набора исходного текста программы

2. Компилятор (COMPILER) - для перевода текста программы в машинный код. Если обнаружены синтаксические ошибки, то результирующий код создан не будет. Компилятор обычно выдает промежуточный объектный код. Объектный код обрабатывается специальной программой - редактором связей или сборщиком.

3. Редактор связей (LINKER) -для сборки нескольких откомпилированных модулей в одну программу (исполнимый код).

Исполнимый код — это законченная программа, которую можно запустить на любом компьютере, где установлена операционная система, для которой эта программа создавалась. Как правило, итоговый файл имеет расширение .ЕХЕ или .СОМ.

4. Библиотеки функций — для подключения стандартных функций к программе. Такие функции содержатся в библиотеках - файлах со стандартным расширением .LIB или .TPL, которые поставляются вместе с компилятором

5. Отладчик (DEBUGGER) – инструментальное средство для поиска и исправления ошибок.

Позволяет анализировать работу программы во время ее выполнения, дает возможность выполнить отдельные операторы по шагам.

 

Для автоматизации процесса создания программ используются системы программирования. Системой программирования называется совокупность языковых и программных средств, предназначенных для написания, тестирования и отладки программ для ЭВМ.

Современные системы программирования включают в себя все указанные компоненты и называются интегрированными системами.

Исходный текст программы можно получить без записи его вручную в текстовом редакторе. Существуют системы визуального программирования — RAD -среды (Rapid Application Development), которые, не исключая возможности записи программы вручную, позволяют создавать текст программы автоматически, путем манипуляций со стандартными элементами управления, включенными в RAD-среду. Поэтому для RAD-среды понятие «программирование» часто заменяют понятием «проектирование».