Cursul 6

LIMBAJE DE PROGRAMARE

Prof.dr.ing. Bucur LUTREA Facultatea de Electrotehnic i Electroenergetic Timioara

Utilizarea i programarea calculatoarelor I Introducere n ingineria calculatoarelor i programrii

anul I

semestrul I

Concepte de baz

Limbajele de programare:sunt limbaje artificiale, destinate implementrii algoritmelor

n

cadrul programelor de calcul

Caracteristici:

manipuleaz structuri de date

controleaz modul de execuie a calculelor

Elemente:

sintaxa

reguli de scriere

semantica

interpretarea structurilor sintactice

Tipuri de limbaje de programare

limbajele pentru prelucrarea matricelor

Matlab

limbajele de asamblare bazate pe mnemonice

MASM (Microsoft ASseMbler), TASM (Turbo ASM Borland) etc.

limbaje pentru interfee gen linie de comand

BASH (Bourne

Again

SHell

GNU Linux)

limbaje cu compilator

C, FORTRAN, Pascal, ALGOL, BASIC etc.

limbaje concurente

Java, ADA etc.

limbaje de prelucrare a datelor: -

dBase, SQL, FoxPro etc.

limbaje declarative:

Prolog, Analytica

etc.

limbaje pentru extensii

JavaScript, VBScript, PHP

pentru HTML (pagini web)

limbaje interactive

(interpretoare)

BASIC, Lisp, Maple, Matlab, Forth

etc.

limbaje cu macrouri

PHP

limbaje orientate pe obiecte

CPP, Java, PHP, Perl5, limbajele vizuale (Delphi,

Visual studio, Visual Prolog, Visual Basic etc.) etc.

limbaje procedurale

C, Pascal, FORTRAN etc.

limbaje bazate pe reguli:

Prolog, Clisp

etc.

limbaje vizuale

: Delpi, C++Builder, JavaBuilder, Visual C++, Visual Prolog

Evoluia limbajelor de programare

codul main

limbaj de asamblare

limbaje de nivel nalt: compilatoarele, interpretoarele

programare modular

biblioteci de funcii, proceduri, link-editorul

programarea structurat

era multimedia

programarea vizual

programarea imperativ (procedural) versus declarativ

programarea orientat pe obiecte i pe evenimente

scheletul programului

limbaje pentru baze de date, pentru simulare, conducere n timp real, concurente

paradigma client -

server

Compilatorul

cod surs translator de limbaj cod obiect

translator de limbaj: (de)compilator, interpretor

fazele compilrii:

tratarea erorilor

Editarea legturilor, ncrcarea, execuia

rolul editorului de legturi genereaz programul executabil (modul ncrcabil):

aloc memoria pentru ntregul program

calculeaz adresele de salt ntre module

ncrctorul programului (loader):

calculeaz adresele absolute ale segmentelor de program

transfer programul n memoria intern la adresa de nceput a programului

ncarc n contorul program adresa primei instruciuni executabile

segmentarea programelor mari:

tehnica overlay

Etapele de realizare a unui program de calcul

ERORI ?

PROGRAMSURS

EDITORTEXTE

CONSOL

ALTE DISPOZITIVEPERIFERICE DE

INTRARE

TRANSLATOR

PROGRAMOBIECT

EDITORDE LEGTURI

PROGRAMOBIECT

EXECUTABIL

NCRCTOR

BIBLIOTECIDE SISTEM

BIBLIOTECIUTILIZATOR

CORECII

LANSARE N EXECUIE

DA

NU

Programare imperativ

concepte

tipuri de instruciuni:

declarative

imperative

comentarii

seciunile unui modul program:

antetul pentru identificarea modulului

partea declarativ

partea procedural

comentariile sunt prezente n toate seciunile programului, acolo unde este necesar

Identificatori

Identificatorii sunt nume folosite pentru a identifica datele din memorie, zone de memorie, blocuri din program: sufer modificri pe parcursul calculelor variabile rmn neschimbai pe parcursul calculelor:

literali

constante

variabile iniializate

constante cu tip

Tipuri de date

sunt descrise n seciunea de declaraii a modulului

tipul datei stabilete:

modul de interpretare a irului de bii asociat datei

operaiile pe care le suport data

tipuri de date predefinite

(principale) recunoscute automat:

tipul ntreg

fr semn: byte, word, dword

cu semn: shortint, integer, longint

tipul real: real, double, extended

etc.

tipul caracter: char

tipul ir de caractere: string

tipul logic: boolean, longbool

etc.

tipul reper (vizor): pointer

compatibilitatea tipurilor:

identice

echivalente

incompatibile

Structuri de date

Zon continu de memorie n care datele sunt grupate unitar din punct de vedere logic, n conformitate cu necesitile programului

tipuri de structuri de date:

vectorul

indice

matricea

sau tabloul (array)

indici multipli

nregistrarea

(articolul):

record

cmpul (field)

obiectul

(object)

date

& cod

forma structurilor poate fi:

fix

variabil

Instruciunea de atribuire

Cea mai folosit instruciune imperativVariabil

simbolul_operaiei_de_atribuire expresie_calculabil

X

:= 70 * sin (40*y + Psi)

expresii calculabile

regula de preceden a operatorilor stabilete ordinea operaiilor

parantezele rotunde (....) pe mai multe niveluri

suprancrcarea simbolurilor operaiilor

Instruciunile de controlSunt instruciuni imperative care modific ordinea secvenial de execuie

a

instruciunilor din program.

instruciuni de oprire a programului: STOP, HALT, ABORT

cod eroare

(error

level)

instruciuni de oprire a secvenei de program

EXIT, RETURN

Instruciuni condiionale Instruciuni repetitive

Comentariile

au doar valoare explicativ fiind obligatorii pentru o ntreinere uoar a programului

nu au nici un rol n funcionarea programului

sunt ignorate de compilator

forme de comentarii:

pe o ntreag linie de text surs

marcaj linie C % etc.

zon din textul surs

marcaje pereche: (* *) /* */

calitile unui bun comentariu:

pertinent

clar

concis

pstreaz lizibilitatea codului surs

ProcedurileModule de program

scrise independent fa de programul principal

(main

program), avnd un rol de sine stttor. Este legat de programul apelant (principal) printr-un proces de transfer

a execuiei codului

i apoi de revenire

la acesta.

procedura poate fi privit ca un mini program de sine stttor

cu:

antetul procedurii

lista de parametrii de apel

variabile locale

variabile globale

corpul procedurii

instruciuni de revenire la programul principal

alte proceduri sau funcii ncuibate

(nested) (imbricate).

avantajele pe care le are programarea modular:

reutilizarea simpl a codului compilat

bun lizibilitate

ntreinere uoar

permite lucrul n echip

Apelul i revenirea procedurilor

apelare prin invocarea numelui

apelare cu instruciunea CALL

Revenire

Apel

Modulapelant

Procedur

Proceduri recursive

proceduri care se autoapeleaz

bucl iterativ: iniializare

modificare

revenire

caz de baz

(caz degenerativ) ncheie autoapelul

calculele se fac fie pe ramura de apel, fie la revenire, fie combinat

problema depirii stivei (stack

overflow)

Factorial(n)

n := 1 DA DANU

Factorial := 1 Factorial := n * Factorial(n - 1)

REVENIRE

cazul de baz cazul recursiv

Schema logic a procedurii recursive pentru calcul factorialului unui numr n.

Proceduri reentrante

Procedurile reintrabile

pot fi ntrerupte de un proces i apoi reapelate

de alt proces

specifice multitaskingului.

Condiii necesare:

datele proceselor simultane care o apeleaz nu trebuie s se interfereze

fiecare proces trebuie s aib propria zon de date care s fie accesate complet separat de apelurile diferite ale aceleai proceduri reentrante

Corutine

2 (sau mai multe) proceduri care se apeleaz una pe cealalt

nu exist diferen ntre modul apelant i modul apelat, fiecare corutin avnd alternativ n timp cele 2 roluri

necesitatea declarrii antetului naintea descrierii procedurii

declaraia forward

problema depirii capacitii stivei

limitarea numrului de apeluri la o valoare rezonabil

evitarea utilizrii parametrilor formali, caz n care stiva pentru apeluri a calculatorului nu mai este folosit

exemplu: colectarea dintr-un text a literelor i cifrelor n fiiere separate

Funcii

sunt proceduri speciale care asociaz valoarea calculat la numele funciei, returnnd-o n mod automat la revenirea din procedur

variabila referit de funcie furnizeaz valoarea memorat

n urma apelului funciei se furnizeaz valoarea calculat:

mai lent

valoarea returnat depinde de context, pe cnd valoarea memorat se pstreaz pn n momentul actualizrii ei

unele limbaje nu fac diferena ntre funcii i proceduri

Instruciuni de intrare / ieire (I / O)

sunt implementate ca proceduri standard ale limbajului

se gsesc n bibliotecile cu module obiect (gata compilate)

se nglobeaz n programul executabil doar n faza de editare a legturilor

utilizeaz serviciile SO ntr-un mod transparent pentru programator

READ, WRITE

Urmeaz cursul 7 !

Utilizarea i programarea calculatoarelor I Introducere n ingineria calculatoarelor i programrii anul I semestrul IConcepte de baz Tipuri de limbaje de programare Evoluia limbajelor de programare Compilatorul Editarea legturilor, ncrcarea, execuia Etapele de realizare a unui program de calculProgramare imperativ concepte Identificatori Tipuri de date Structuri de date Instruciunea de atribuire Instruciunile de control Comentariile ProcedurileApelul i revenirea procedurilorProceduri recursive Proceduri reentranteCorutineFunciiInstruciuni de intrare / ieire (I / O)Slide Number 22