程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言-cha(1)(編輯修改稿)
2025-02-02 18:28 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ；解釋則可能對(duì)同一條語(yǔ)句反復(fù)解釋處理（如循環(huán)），也可能完全忽略一些語(yǔ)句（如控制流不能到達(dá)的語(yǔ)句）。 – 信息完整性：翻譯可能造成源程序信息丟失，調(diào)試、測(cè)試較為困難；解釋不會(huì)。 – 代價(jià)：翻譯需要耗費(fèi)更大的存儲(chǔ)空間；解釋需要較長(zhǎng)的執(zhí)行時(shí)間（解碼 時(shí)間）。 ? 由此可見(jiàn)，翻譯與解釋各有利弊，且是兩個(gè)極端。除匯編和 OS中的控制語(yǔ)言及交互式語(yǔ)言之外，在現(xiàn)實(shí)中，通常將二者結(jié)合。 ? 典型的二者結(jié)合的語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)如圖所示。 二者的結(jié)合 翻譯器（軟件）連接程序運(yùn)行時(shí)支持庫(kù)翻譯器（軟件）解釋器 （固件、硬件或軟件）操作 （固件、硬件或軟件）虛擬計(jì)算機(jī) （完全或部分由軟件模擬）源程序源程序翻譯出錯(cuò)信息目標(biāo)程序可執(zhí)行程序執(zhí)行數(shù)據(jù)輸出結(jié)果出錯(cuò)信息翻譯 裝載 執(zhí)行典型的語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn) ? 編譯型語(yǔ)言 – 源程序在執(zhí)行之前需先轉(zhuǎn)換成目標(biāo)機(jī)器語(yǔ)言，模擬（解釋）被限制為只是提供一個(gè)函數(shù)庫(kù)。翻譯型語(yǔ)言的 翻譯 器相對(duì)較為復(fù)雜和龐大，其側(cè)重點(diǎn)是產(chǎn)生盡可能高效運(yùn)行的目標(biāo)代碼。如 C， C++， Pascal， Fortran，Ada等。 ? 解釋型語(yǔ)言 – 不產(chǎn)生目標(biāo)機(jī)器代碼，只是產(chǎn)生更易于執(zhí)行的中間代碼，由軟件解釋執(zhí)行。解釋型語(yǔ)言通常執(zhí)行效率較低，但翻譯速度較快。解釋型語(yǔ)言的翻譯器較為簡(jiǎn)單，語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的大部分復(fù)雜性在于模擬軟件。如 Java， LISP，ML， Prolog， Smalltalk等。 返回本節(jié) 虛擬計(jì)算機(jī)和綁定時(shí)間 ? 上一節(jié)，我們將一臺(tái)計(jì)算機(jī)定義為算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的集合，則一臺(tái)計(jì)算機(jī)的實(shí)現(xiàn)方式有： – 通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)：直接使用物理設(shè)備支持算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； – 通過(guò)固件實(shí)現(xiàn)：使用微程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)支持算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； – 通過(guò)軟件模擬：構(gòu)造一種算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)支持源程序的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； – 上述方法的綜合：直接利用計(jì)算機(jī)的硬件、軟件和 /或微程序支持。 本節(jié)主要內(nèi)容 ? 虛擬計(jì)算機(jī)和語(yǔ)言實(shí)現(xiàn) ? 虛擬機(jī)的層次 ? 綁定和綁定時(shí)間 虛擬計(jì)算機(jī)和語(yǔ)言實(shí)現(xiàn) ? 如果程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言以它們的虛擬計(jì)算機(jī)來(lái)定義，則每種語(yǔ)言可借助該虛擬計(jì)算機(jī)來(lái)描述語(yǔ)義？然而，程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是對(duì)每個(gè)語(yǔ)法結(jié)構(gòu)給出語(yǔ)義，語(yǔ)言的定義僅僅是隱式的指出了一臺(tái)虛擬計(jì)算機(jī)。相同語(yǔ)言在不同的計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)時(shí)，實(shí)現(xiàn)者所看到的是不同的虛擬計(jì)算機(jī)。因此，同一語(yǔ)言的兩個(gè)不同的語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)可能實(shí)現(xiàn)了不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作。 ? 這引出了實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的第一個(gè)問(wèn)題：程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)者對(duì)語(yǔ)言定義所隱含的虛擬計(jì)算機(jī)具有不同的理解。 ? 當(dāng)一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言在一臺(tái)具體的計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)時(shí)，實(shí)現(xiàn)者首先確定虛擬計(jì)算機(jī)，然后才考慮構(gòu)造虛擬計(jì)算機(jī)。例如，如果要實(shí)現(xiàn)整數(shù)加法和乘方運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)者可考慮由具體計(jì)算機(jī)提供的加法來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬計(jì)算機(jī)的加法運(yùn)算，而用軟件模擬來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬計(jì)算機(jī)的乘方運(yùn)算。如果要實(shí)現(xiàn)指示整形變量 X，實(shí)現(xiàn)者可以考慮由包含 X值的內(nèi)存地址直接指示 X，也可以使用指針來(lái)指示 X。 ? 這引出了實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的第二個(gè)問(wèn)題：不同具體計(jì)算機(jī)所提供的不同設(shè)施對(duì)語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生差異。 ? 此外，實(shí)現(xiàn)者還要考慮在程序的翻譯階段需要完成哪些工作，在程序執(zhí)行階段需要做哪些事情。通常在執(zhí)行時(shí)，只有在程序翻譯時(shí)采用了某些操作建立了運(yùn)行時(shí)間結(jié)構(gòu)后，具體的表示虛擬計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或操作才能夠被使用。如果實(shí)現(xiàn)者省略了這些操作以簡(jiǎn)化翻譯器，則數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法在運(yùn)行時(shí)將會(huì)有不同的表示。 ? 這引出了實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的第三個(gè)問(wèn)題：語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)者關(guān)于如何使用具體計(jì)算機(jī)所提供的設(shè)施來(lái)模擬虛擬計(jì)算機(jī)的不同考慮以及為了支持這些虛擬計(jì)算機(jī)而構(gòu)造的翻譯器存在差異。 返回本節(jié) 虛擬機(jī)的層次 第0 級(jí) 硬聯(lián)邏輯第1 級(jí) 微程序控制第2 級(jí) 機(jī)器語(yǔ)言計(jì)算機(jī)第3 級(jí) 操作系統(tǒng)第4 級(jí) 匯編語(yǔ)言計(jì)算機(jī)第5 級(jí) 高級(jí)語(yǔ)言計(jì)算機(jī)第6 級(jí) 應(yīng)用程序硬件維護(hù)員邏輯設(shè)計(jì)員機(jī)器語(yǔ)言程序員操作員匯編語(yǔ)言程序員高級(jí)語(yǔ)言程序員用戶計(jì)算機(jī)系統(tǒng)典型層次結(jié)構(gòu)實(shí)際硬件計(jì)算機(jī)（由物理設(shè)備實(shí)現(xiàn)）固件虛擬計(jì)算機(jī)（由微程序指令控制實(shí)現(xiàn)）機(jī)器語(yǔ)言虛擬計(jì)算機(jī)（由微程序解釋實(shí)現(xiàn)）操作系統(tǒng)虛擬計(jì)算機(jī)（由機(jī)器語(yǔ)言程序?qū)崿F(xiàn)）匯編語(yǔ)言虛擬計(jì)算機(jī)（匯編成機(jī)器語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)）C 語(yǔ)言虛擬計(jì)算機(jī)( 與編譯后的程序裝入運(yùn)行庫(kù)實(shí)現(xiàn))網(wǎng)絡(luò)虛擬計(jì)算機(jī)（用C 或J a v a 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的瀏覽器）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用虛擬計(jì)算機(jī)（用H T M L 網(wǎng)頁(yè)實(shí)現(xiàn)）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的虛擬機(jī)層次結(jié)構(gòu)返回本節(jié) 綁定和綁定時(shí)間 ? 綁定：程序元素與其特性或性質(zhì)的約束關(guān)系。 ? 綁定時(shí)間：綁定所發(fā)生的時(shí)間（翻譯或執(zhí)行）。 ? 綁定和綁定時(shí)間可由語(yǔ)言定義或由實(shí)現(xiàn)來(lái)確定。 綁定時(shí)間的分類 ? 執(zhí)行時(shí)（運(yùn)行時(shí)刻） – 綁定在
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