22951

Мова Сі

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Дамо індуктивне визначення термів. Розрізнюють три види типізованих термів: префіксні інфіксні та постфіксні. Існує ще один вид термів – змішані коли в індуктивному переході одночасно використовується два або і всі три різновиди термів. На практиці з метою спрощення запису термів приймаються ті чи інші угоди.

Русский

2013-08-04

240.5 KB

1 чел.

ТЕМА: Мова Сі.

З точки зору розглянутих нами класифікацій МП мова Сі є універсальною МП високого рівня з широкими сферами застосування. Первісно Сі була створена Деннісом Річі (Dennis M. Ritchie) у 1982 р. як просто робочий інструмент  написання ОС UNIX  для машини PDP-11 і реалізована в рамках цієї ОС. По суті і сама  ОС, і Сі-компілятор і майже всі компоненти системи були написані на Сі.    Однак як з’ясувалось, завдяки вдалим рішенням авторів мови (а їх кредо було  - отримати певний гібрид МП високого рівня з елементами мов асемблерного рівня), вона  в багатьох випадках виявилася зручнішою, гнучкішою  і ефективнішою ніж  більш потужні мови і тому заслужено отримала широке розповсюдження. Сьогодні мова Сі реалізована практично  на всіх існуючих  ЕОМ. Популярності мови сприяє також широке застосування ОС UNIX в сучасних системах обробки даних, у тому числі розподілених.

Метазасоби

Для того щоб вивчати ту чи іншу мову  необхідно мати певну метамову.

Метамовою по відношенню до даної мови (мови-об’єкту) виступає  мова, яка використовується для опису синтаксису, семантику та прагматики останньої.

Для опису семантики конструкцій мови Сі ми будемо використовувати природню мову, структурні блок-схеми, терми, структури автоматів з програмним керуванням (АПК).

Терми. Дамо індуктивне визначення термів. Зафіксуємо певні  алфавіти символів  ,   та . Символи  та слова вигляду  будемо називати відповідно типом та  функціональним типом. Функціональні типи вигляду , які відповідають випадку , будемо називати константними. Співставимо  довільним чином кожному символу  певний функціональний тип , а кожному символу    певний тип . Факт такого співставлення будемо  позначати як  або  та , а самі символи () та  називати відповідно типізованими функціональними символами (типізованими константами у випадку типу  ) та типізованими змінними. Алфавіти  та   типізованих функціональних символів та змінних  будемо називати відповідно функціональною сигнатурою та сигнатурою змінних. Розрізнюють три види типізованих термів: префіксні, інфіксні та постфіксні.

ІDef. Префіксні терми:

(Б)  Типізовані константи та змінні сигнатур  та  , допоміжні символи: (,) та кома « ,» .

(Іп) Нехай   : й функціональний символ сигнатури  ,  – типізовані префіксні терми з типами ,,…,  відповідно. Тоді вираз     є префіксним термом типу.

(Пс)  Всі  конструкції, визначені в п.п. (Б) та  (Iп), за виключенням  допоміжних символів,  є префіксними термами.

Приклади….

ІDef. Постфіксні терми:

(Б)  Типізовані константи та змінні сигнатур  та  , допоміжні символи: (,) та кома « ,» .

(Іп) Нехай   : й функціональний символ сигнатури  ,  – типізовані префіксні терми з типами ,,…,  відповідно. Тоді вираз     є постфіксним термом типу.

(Пс)  Всі  конструкції, визначені в п.п. (Б) та  (Iп), за виключенням  допоміжних символів,  є постфіксними термами.

Приклади…

                     Інфіксні терми:

             

(Б)  Типізовані константи та змінні сигнатур  та  , допоміжні символи: (,) та кома « ,» .

(Іп) Нехай   : й бінарний функціональний символ сигнатури  ,  – типізовані префіксні терми з типами  та відповідно. Тоді вираз     є інфікс ним термом типу.

(Пс)  Всі  конструкції, визначені в п.п. (Б) та  (Iп), за виключенням  допоміжних символів,  є інфіксними термами.

Приклади …..

Існує ще один вид термів – змішані, коли в індуктивному переході одночасно використовується два  або  і всі три різновиди термів. Найчастіше в програмуванні використовуються саме змішані терми.

Зауваження. На практиці з метою спрощення запису термів приймаються ті чи інші угоди.

  1.  Опускають зовнішні дужки. Особливо часто у випадках унарних функцій  та бінарних операцій. Нпр.,  пишуть sin x [=sin(x)], lg n[=lg(n)], x+y[=(x+y)] і т.д.
  2.  Якщо в  межах певного контексту сигнатура фіксована, то тип функціонального символу як правило не вказується, а залишається ніби як «за дужками». Нпр.,  замість терму   пишуть  або замість     вживають    і т.д.
  3.  Для спрощення запису інфіксних термів можуть опускатися не тільки зовнішня пара дужок, а  і деякі  пари внутрішніх дужок. При цьому фіксуються певний пріоритет операцій, який за допомогою тих чи інших  угод дозволяє однозначно відновити відсутні дужки. Нпр., серед чотирьох арифметичних  операцій виділяють адитивні (+,-) та мультиплікативні () і мультиплікативні «призначаються»  старшими, а серед однорівнених операцій  дужки відновлюються «зліва-направо». Нпр.,  1)  означає  , 2)   означає   і т.д.

Семантика термів.Кожному терму відповідає певна процедура обчислення його значення при заданих значеннях змінних. Для обчислення значення термів необхідно проінтерпретувати їх сигнатуру. Для цього необхідну вибрати певну багатосортну алгебру . А саме,  кожному типу  співвіднесемо певний сорт значень - . Будемо  говорити , що багатосортна функція  вигляду :має тип і позначати її .
Кожному функціональному символу сигнатури   співвіднесемо певну багатосортну функцію вигляду   типу  . Залишилось означити  кожну змінну  типу  сигнатури    певним значенням  з сорту, що відповідає типу . Тоді значення Зн() довільного префіксного терму   можна визначити індуктивно за структурою термів.

 

(Б)  Зн() =  .

(Іп) Нехай   має вигляд  . Тоді  

      Зн()=

(П) Інших значень терму немає.

Аналогічно визначається правило для обчислення значень інфіксних та  постфіксних термів.

Приклад. Розглянемо  арифметичний терм . Нехай  Зн,  Зн, Зн. За визначенням маємо:  і ,  . Зн. Тоді  Зн

Існує ще один вид термів – змішані, коли в індуктивному переході використовується більше ніж одна форма термів. Найчастіше в програмуванні використовуються саме змішані форми термів.

Дерева Канторовича.  

………  

Синтаксичні  діаграми. Для подання синтаксису МП розроблено багато спеціальних формалізмів. Одні з них орієнтовані на математичне вивчення (формальні граматики, автомати) інші на користувача. До останніх належать,  так звані,  – синтаксичні діаграми (СД),  запропоновані  Н.Віртом.

СД – це метазасоби для подання синтаксису і є певним удосконаленим варіантом БНФ (Дж.Бекус, Алгол-60). Усяка МП має певний алфавіт основних символів, який на практиці задається певною  кодовою таблицею. Широко розповсюдженою такою таблицею є ASCII (American Standard Cod for Information Interchange ) та її національні варіанти. Усяка МП має фіксований лексикон – сукупність базових синтаксичних одиниць (лексем),  які побудовані з основних символів,  і з  яких в свою чергу будуються всі інші  синтаксичні конструкції мови. Нпр., у мові Сі визначено 6 класів  лексем.

1. Константи. Числа та символи: 7,  3.14,  025(=2*8+5),  0хFF(=15*16+15=255),  ‘0(=48),  ‘A(=63), \n,\t,  \0(=0),  \25(=2*8+5), \x25(=2*16+5), \”, \’, \\ і т.п.

2. Ключові (зарезервовані) слова: while,  do, if, …

3. Ідентифікатори: Flag, flag,…

4. Роздільники:  +, -, *, ?, !, . , , , _, =, …..

5. Коментарі: /*…..*/, /*Факультет кібернетики – це супер!!!*/, …

6. Літерали:  “….”, “FOLI=FOrth+LIsp”, …

Зауваження. В програмах будь-які сусідні константи, ідентифікатори та службові слова повинні розділятися одним, або кількома «порожніми» символами: ‘ ’,\t,\v,\n,\f. Прогалики  між сусідніми лексемами необов’язкові,  якщо однією з них є роздільник, коментар або знак операції.

СД являє собою систему певних графів (під діаграм) на площині з вершинами, які мають вигляд:

 

і з’єднані між собою стрілками (більш строге означення графа розглядається в  курсі ДМ).  Кожна   з піддіаграм має рівно одну вхідну и вихідну стрілки. Вершини-лексеми вказують на конкретні лексеми, що входить в дану конструкцію та на їх місце в ній. Кожна з вершин-метазмінних, що фігурує в СД,  має свою  синтаксичну піддіаграму в системі, яка визначає правильно побудовані синтаксичні конструкції, що відповідають їй. Серед усіх метазмінних виділяють одну як головну (аксіому). Решта вважаються допоміжними. Саме сукупність правильно побудованих синтаксичних конструкцій, що відповідають аксіомі і є тією сукупністю, заради якої і пишеться вся СД. Як діє  сам механізм  породження правильних конструкцій в СД  розглянемо на прикладі СД, що задає поняття  «ідентифікатор»  МП. Ідентифікатор - це довільне  слово, що розпочинається з латинської букви і складається  з  букв, десяткових цифр та деяких спец. символів.  СД включає аксіому – < ідентифікатор>,    і три метазмінних  :  <  буква>,  < цифра>, < роздільник>. Відповідна СД складається  з 4-х   піддіаграм:

          <  буква>                                    < цифра>                                  < роздільник>

 <ідентифікатор>

 

З аксіомою  <ідентифікатор> пов’язується сукупність слів ( так званих,  словоформ), що відповідають  усім повним шляхам в її діаграмі. Оскільки піддіаграма циклічна, то таких шляхів, а значить і словоформ – злічена кількість. Для побудови відповідної словоформи  послідовно конкатенуються   лексеми та метазмінні усіх вершин, що належать даному повному  шляху. У нашому випадку всі такі словоформи розпочинаються з метазмінної <  буква>   і  далі за стрілками можуть слідувати в довільному порядку будь-яка кількість метазмінних з числа <буква>,<цифра>  та  < роздільник>. В свою чергу  кожній з цих словоформ відповідає сукупність конкретних ідентифікаторів, які утворюються заміною в них  усіх мета змінних  на їх значення - лексеми, що відповідають  їх піддіаграмам. Напр., за словоформою <буква><роздільник>< цифра>< цифра>  можна отримати   ідентифікатори K-14, K-15, K-16, K-17.  І т.д.

Впр. Побудувати СД для поняття :

             1) <ціле_число>  у мові Паскаль;

             2) <дійсне_ число>  у мові Паскаль;l

             3) <літерал_мови Сі>

             4) <коментар_мови_Сі> 

             5) <16-і константи _мови_Сі>

             6) <8-і константи _мови_Сі>

             7)  <фрагмент_програми>   

                     Procedure H (x: real);

                     Var  i: integer;

                     begin  While x<0 do begin (x:=x+0.5;) (inc(i);) end

                                 write(i);

                      end;

            8)  <мова_Діка>  зі  значеннями  {0}

            9) <дужковий_вираз >     в алфавіті  (,),[,],{,}

         Лінійна форма СД.. В лінійній формі СД «жирні» символи: ::=  |, (,),[,],{,} є метасимволами і означають наступне. Символ ::= читається  як «є» . Символ | означає альтернативу «або».  Пара круглих дужок об’єднує декілька конструкцій в одну загальну. Конструкція в квадратних дужках може бути відсутньою. Конструкція в фігурних дужках  може бути замінена конкатенацією довільною кількості конструкцій (в тому числі і нульвою, тобто порожнім словом).

        1) Наведемо варіант лінійної форми СД для поняття  <ідентифікатор> в Стандарті ANSI 1989 р.

<ідентифікатор> ::=  (<буква>  | <роздільник> ){<буква> | <цифра>  | <роздільник>}

<буква> ::=  А |В | C| D| E| F| G| H| I| J| K| L| M| N| O| P| Q| R| S| T| U| V| W| X| Y| Z 

<цифра> ::=  0 |1 | 2| 3| 4| 5| 6| 7| 8| 9

<роздільник>  ::=  _

        2) Поняття  <фрагмент_програми>   з останньої  Впр.(п.7) може бути заданий наступною СД в ліній формі:

                     Procedure H (x: real);

                     Var  i: integer;

                     begin  While x<0 do begin {x:=x+0.5;} {inc(i);} end

                                 write(i);

                      end;


 

Лексема

Метазмінна

IDef

А

Z

В

0

9

1

_

буква

цифра

роздільник

буква


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

31606. ПРЕДМЕТ, ЗАДАЧІ І МЕТОДИ ПАТОЛОГІЧНОЇ ФІЗІОЛОГІЇ 78 KB
  Патологічна фізіологія це наука яка вивчає загальні закономірності виникнення розвитку і завершення хвороби. Особливість предмету патологічної фізіології полягає в тому що вона вивчає найбільш загальні закономірності виникнення і розвитку хвороби у той час як інші науки вивчають особливе спеціальне кожної хвороби. При цьому патологічна фізіологія як наука вирішує наступні задачі: 1 Встановлення сутності хвороби що таке хвороба. 2 Вивчення причин і умов виникнення хвороби чому виникає хвороба чи патологічний процес.
31607. ПУХЛИНИ 85.5 KB
  Доброякісні пухлини складаються із добре диференційованих клітин і зберігають типову структуру тієї тканини з якої виростають. Злоякісні пухлини характеризуються втратою диференціювання клітин спрощенням і атиповістю будови. Певна частина пухлин походить із клітин крові тобто є гемобластозами або із клітин сполучної тканини і є саркомами. Ендогенними називають канцерогени які утворюються в організмі з його нормальних компонентів: а канцерогенні поліциклічні ароматичні вуглеводні метилхолантрен які синтезуються із холестерину...
31608. РЕАКТИВНІСТЬ і АЛЕРГІЯ 138.5 KB
  4 За патогенезом: а алергійні реакції гуморального типу I II III і V типи реакцій; 2 алергійні реакції клітинного типу IV тип реакцій за Кумбсом і Джеллом. У патогенезі алергійних реакцій виділяють наступні стадії: 1 імунологічну 2 патохімічну 3 патофізіологічну стадію клінічних проявів. 2 Патохімічна стадія це період часу від початку взаємодії алергену з ефекторами імунної системи антитілами чи Тлімфоцитами до появи біологічно активних речовин медіаторів алергійних реакцій. 3 Патофізіологічна стадія це період...
31609. АЛЕРГІЯ. Алергійні реакції III типу за Кумбсом і Джеллом - імунокомплексні реакції 75.5 KB
  Антиген і антитіло перебувають у вільному стані не фіксовані на поверхні клітин. В результаті активації комплементу і дії продуктів які продукуються макрофагами відбувається ушкодження клітин і розвивається запалення. Алергійні реакції IV типу за Кумбсом і Джеллом гіперчутливість cповільненого типу або клітинноопосередкований тип алергії. Такими клітинами є Тхелпери1 CD41 які мають специфічні до відповідного антигену рецептори Тірецептори.
31610. РОЗЛАДИ РУХОВОЇ І ТРОФІЧНОЇ ФУНКЦІЇ НЕРВОВОЇ СИСТЕМИ 86.5 KB
  Регуляція довільних рухів поперечнопосмугованих м’язів здійснюється руховим аналізатором розташованим переважно в лобовій частці кори півкуль великого мозку клітини Беца передньої центральної звивини через двохнейронний пірамідний шлях: а корковоядерний і б корковоспинномозковий. Регуляція тонусу скелетних м’язів і мимовільних автоматичних рухів здійснюється екстрапірамідною системою яка складається із підкіркових ядер кінцевого мозку хвостатого сочевицеподібного ядер огорожі структур проміжного мозку таламуса...
31611. СЕРЦЕВА НЕДОСТАТНІСТЬ 87.5 KB
  Недостатність серця це патологічний стан при якому навантаження на серце перевищує його здатність виконувати роботу по переміщенню крові у кровоносному руслі та забезпечувати кровопостачання органів і тканин відповідно до їх потреб. Недостатність серця класифікують: I. У залежності від клінічного перебігу розрізняють: а гостру і б хронічну недостатність серця. За виразністю клінічних проявів виділяють: а компенсовану і б декомпенсовану недостатність серця.
31612. СЕРЦЕВА НЕДОСТАТНІСТЬ 131.5 KB
  При цьому стан кровообігу визначається: а діяльністю серця б тонусом судин і в станом крові її загальною і циркулюючою масою а також реологічними властивостями. Порушення функції серця судинного тонусу чи зміни в системі крові можуть призвести до недостатності кровообігу. Усього на сьогоднішній день відомо більш 50 факторів ризику істотна роль яких у виникненні хвороб серця і судин чітко встановлена. Недостатність серця патологічний стан обумовлений нездатністю серця забезпечити кровопостачання органів і тканин відповідно до їх...
31613. СПАДКОВІСТЬ І ПАТОЛОГІЯ 85.5 KB
  Першу групу складають власне спадкові хвороби у яких етіологічну роль відіграє зміна спадкових структур роль середовища полягає лише в модифікації проявів захворювання. У цю групу входять: генні і хромосомні хвороби. □ Друга група екогенетична спадкові хвороби обумовлені патологічною мутацією однак для їх прояву необхідний специфічний вплив середовища. Основним етіологічним фактором у їх виникненні є несприятливий вплив середовища але реалізація дії фактора залежить від індивідуальної генетично детермінованої схильності організму у...
31614. УШКОДЖЕННЯ КЛІТИНИ 80 KB
  2 У залежності від ступеня порушень внутрішньоклітинного гомеостазу розрізняють: а зворотні зникають після припинення дії ушкоджуючого фактора б незворотні ведуть до загибелі клітини. 3 В залежності від періоду життєвого циклу клітини: а мітотичне і б інтерфазне. Насильницьке виникає у разі дії на здорову клітину фізичних хімічних і біологічних факторів інтенсивність яких перевищує порогові подразнення до яких клітина адаптувалася Цитопатичне виникає внаслідок первинного порушення захиснопристосувальних...