程序設(shè)計語言-cha(1)-展示頁
2025-01-15 18:28本頁面
【正文】 ，低速存儲器（磁帶）， I/O設(shè)備（鍵盤、顯示器、打印機、數(shù)據(jù)通信線路等），因此，程序設(shè)計語言必須提供不同的通信機制。 操作環(huán)境 ? 計算機的操作環(huán)境包括外圍存儲器和 I/O設(shè)備。 ? 為了平衡 CPU與 SM之間 的速率矛盾 ， OS通常使用多道程序設(shè)計技術(shù)。 存儲管理 ? 主存 MM、輔助存儲器 SM與 CPU的速率相差很大。計算機必須提供一個指定和獲取操作數(shù)的機制。如圖所示。而最終控制程序執(zhí)行順序的是解釋器。 ? 一個典型的操作集包括與內(nèi)部數(shù)據(jù)類型相關(guān)的基本算術(shù)指令（即整數(shù)和實數(shù)的加、減、乘、除法指令），測試指令（如判斷 0，判斷正、負數(shù)的指令），數(shù)據(jù)存取操作指令、控制 I/O指令以及執(zhí)行順序控制指令等。 ? 其實，程序在某種意義上也是一種數(shù)據(jù)，其計算機的內(nèi)部表示方法是機器語言。這些存儲部件的性能不同，存儲數(shù)據(jù)的特點有異。 *：此處所講得的計算機可以是物理硬件設(shè)備，也可以是通過軟件模擬的計算機。 – 操作環(huán)境：支持程序和外部環(huán)境通信的機制。 – 數(shù)據(jù)存取：對每次操作執(zhí)行所需數(shù)據(jù)的存取控制機制。 – 基本操作：計算機對數(shù)據(jù)實施的基本動作。 計算機的操作 虛擬計算機和綁定時間 第 2章 機器體系機構(gòu)對語言的影響 計算機的操作 ? 一臺計算機是一個可以執(zhí)行算法和存儲數(shù)據(jù)的有機整體。 ? 但如今，計算機的性能價格比不斷提高，軟件的體系結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化，軟件的成本越來越變得昂貴，因此現(xiàn)在程序設(shè)計強調(diào)程序設(shè)計的正確性、可讀性和可維護性。 本章的難點是：綁定時間的基本概念機器與語言實現(xiàn)的關(guān)系； [知識點 ]： 計算機的硬件結(jié)構(gòu)；固件計算機；翻譯；編譯；解釋；虛擬計算機；綁定時間； 概述 ? 早期程序設(shè)計語言的設(shè)計目標是：使程序能夠在價格昂貴的硬件機器上高效運行。程 序 設(shè) 計 語 言P ro g ra m m i ng L a ng ua g eD e s i g n a nd I m pl e m e nt a t i o n網(wǎng)絡教學第 2章 機器體系機構(gòu)對語言的影響 [學習目標 ]： 了解程序語言的基本特征；掌握虛擬計算機和綁定時間。 學習程序設(shè)計語言的基本特征； 了解計算機的硬件結(jié)構(gòu)； 掌握虛擬計算的基本概念和虛擬計算機的層次； 掌握編譯與解釋的基本概念及各自特點； 掌握綁定時間的基本概念及其與語言實現(xiàn)關(guān)系； [重點和難點 ]： 本章的重點是：虛擬計算機的基本概念；綁定時間的基本概念；編譯與解釋的基本概念以及各自的特點。因此，盡管當時使用的語言（如 fortran）編程很困難，但它們都擁有高效的轉(zhuǎn)換機制將源程序轉(zhuǎn)換為機器代碼。 ? 可見軟件的體系結(jié)構(gòu)對語言的設(shè)計也起到重要的作用，主要表現(xiàn)在兩個方面：程序?qū)⒃谀欠N計算機上運行；實際的硬件所支持的程序執(zhí)行模型或虛擬機。一臺計算機 *包含六個主要組成部分，并與程序設(shè)計語言組成部分緊密對應，它們分別是： – 數(shù)據(jù)：計算機提供的基本數(shù)據(jù)元素和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 – 順序控制：控制操作執(zhí)行順序的機制。 – 存儲機制：計算機提供的存儲分配機制。 注：這六個部分也是設(shè)計程序語言的六個基本特征。 本節(jié)主要內(nèi)容 ? 計算機的硬件結(jié)構(gòu) ? 固件計算機 ? 翻譯器和軟件模擬計算機 計算機的硬件結(jié)構(gòu) 外部存儲 （ SM ）及 I / O 設(shè)備主存 (M M )高速緩沖存儲器(c a c h e )程序地址寄存器(A R)數(shù)據(jù)寄存器 (D R)解釋器 基本操作 1 基本操作 kCP U數(shù)據(jù) ? 數(shù)據(jù)在程序執(zhí)行過程中需要存儲，從圖可見，主要有四個存儲部件：主存 （ MM） 高速緩存（ Cache） ，高速寄存器 （ R） 和外部輔助存儲器 （ SM） 。 ? 計算機由一些內(nèi)部 數(shù)據(jù)類型 可被硬件直接操作，包括正型數(shù)據(jù)、單精度實數(shù)、固定長度字符串和位串。 操作 ? 每臺計算機都有一個內(nèi)部基本操作集與機器語言指令相對應。 順序控制 ? 在機器語言程序中，下一條要執(zhí)行的指令通常由程序地址寄存器 (AR)的內(nèi)容確定，為了將控制轉(zhuǎn)移到程序某處，必須提供修改 AR內(nèi)容的基本操作。解釋器是計算機操作的核心。 取下一條指令解碼指令（確定操作符和操作數(shù)）取指定的操作數(shù)分支到指定的操作執(zhí)行基本操作1執(zhí)行基本操作1執(zhí)行基本操作1執(zhí)行停機操作終止程序的解釋和執(zhí)行數(shù)據(jù)存取 ? 一般，一條機器指令的格式是：操作碼 +操作數(shù)域，如 ADD AX, [8012H]. ? 一般操作數(shù)存儲在寄存器 R或主存儲 MM中。同樣，處理（計算）的結(jié)果也必須存儲在某個地址單元中。如 CPU每次操作的時間一般是 納秒 (ns)級 ，MM的 存取速率是 微秒 (us)級 ,而 SM的 存取速
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