автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.11, диссертация на тему:Кроссовая параметрическая реализация языков макроассемблера для микро-ЭВМ и микропроцессорных систем

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. СРЕДСТВА РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

ДЛЯ МИКРОПРОЦЕССОРОВ

1.1. Структура и состав средств разработки программного обеспечения

1.2. Способы реализации языков ассемблерного типа

1.3. Системы реализации языков ассемблера на основе формальных методов

1.4. Параметрическая система трансляции.и.выбор. структуры!! схемы реализации

ГЛАВА 2. ФОРМАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ГРАММАТИКИ ЯЗЫКОВ. АССЕМБЛЕРНОГО ТИПА

2.1. Особенности лексики и её влияние.на.реализацию. , алгоритма лексического анализа

2.2. Описание синтаксиса языка ассемблера восмиразрядного микропроцессора

2.3. Методика устранения неоднозначностей входного языка на фазах лексического и синтаксического анализа

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ . МАКРОСРЕДСТВ ,ВХОДНОГО

ЯЗЫКА СРЕДСТВАМИ СПТ

3.1. Особенности формальной спецификации семантики. макросредств

3.2. Структуры данных для реализации.макросредств

3.3. Обработка макроопределений

3.4. Обработка макрокоманд

ГЛАВА 4. РЕАЛИЗАЦИЯ СЕМАНТИКИ АССЕМБЛЕРА

4.1. Характеристика процесса ассемблирования

4.2. Структура выходного файла и его Формирование на различных этапах ассемблирования

4.3. Семантический процессор ассемблера

4.4. Описание формальных спецификаций семантики отдельных конструкций языка ассемблера

ГЛАВА 5. КРОССОВАЯ ОТЛАДКА ИСХОДНЫХ АССЕМБЛЕРНЫХ ПРОГРАММ

5.1. Структура системы подготовки ассемблерных программ для 8-ми разрядного МП

5.2. Интерпретатор системы команд МП

5.3. Язык управления .отладкой

Рост производства микропроцессоров и областей их использования обусловил появление нового типа систем, которые получили название микропроцессорных /МПС/. Для широкого внедрения такого рода систем необходимы новые эффективные методы их построения, отладки и эксплуатации. Программное обеспечение /ПО/ является важнейшей частью МПС, поэтому актуальным является развитие методов и средств разработки ПО микропроцессоров. В большинстве случаев /7096/ [86] разработка программного обеспечения МПС производится на языках ассемблерного типа. Трансляторы с ассемблерных языков, как правило, разрабатываются по схеме монокомпилятора [10,24,28] и поставляются пользователю в резидентном или кроссовом исполнении.

Тецценция на использование языков высокого уровня для программирования МП [57] не может исключить из арсенала пользователя языки ассемблера. Это вызвано тем, что существует широкий класс задач, для которых язык ассемблера более предпочтителен.

Постоянное расширение номенклатуры МП и повышение их функциональных возможностей ставят задачу разработки инструментальных средств подготовки ПО, которые способны при минимальных затратах времени обеспечить быстрый переход на новый тип МП, К таким инструментальным средствам можно отнести системы построения трансляторов /СПТ/ и их разновидность - кроссовые параметрические транслирующие системы /ПСТ/ [ 35,39], Отличительная особенность ПСТ состоит в том, что с их помощью при изменении входного языка или целевой ЭВМ, используя средства формализации синтаксиса и семантики, можно за короткое время построить транслятор для заданных входного языка и целевой ЭВМ или микропроцессора.

Существующие ПСТ [3,5,28,37,45,57] в большинстве случаев ориентированы на класс входных языков высокого уровня, и методы настройки ПСТ на языки ассемблерного типа разработаны недостаточно, Следовательно, задача разработки методов кроссовой параметрической реализации макроассемблерных языков для МП является актуальной и своевременной. Решение данной задачи позволит в короткие сроки разрабатывать системы ассемблирования и макроассемблирования для новых МП, либо оперативно модифицировать существующие при расширении возможностей входных языков.

В связи с этим в диссертационной работе исследуются и разрабатываются методы параметрической реализации языков ассемблерного типа на основе применения средств формализации синтаксиса и семантики. Для достижения поставленной цели в работе решены задачи:

- анализа существующих резидентных и кроссовых систем разработки программного обеспечения МП и МПС;

- обоснования выбора типа параметрической системы трансляции и структурной схемы кроссовой реализации языковчассемблера МП;

- формализации описания грамматики языков макроассемблера;

- разработки методов и средств реализации лексических анализаторов, ориентированных на класс языков ассемблерного типа для выбранного типа ПСТ;

- исследования и реализации алгоритмов задания семантики языков макрогенератора и ассемблера с помощью аппарата рекурсивных семантических процедур;

- кроссовой отладки ассемблерных программ.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 1Z7 страницах машинописного текста, содержит 25 рисунков, список литературы из 90 наименований и приложения.

Выводы по 5-й главе.

I. Система кроссовой реализации языков ассемблерного типа для микропроцессоров и микро-ЭВМ должна включать средства кроссовой отладки, представленные интерпретатором машинных комацц МП,

- 126

2. Для успешного и эффективного проведения полного цикла отладки исходных программ на инструментальной ЭВМ разработан язык управления отладкой /ЯУО/.

3. Состав директив языка ЯУО определяется классом решаемых задач и может быть расширен.

4. Применение языка высокого уровня ПЛ/1 для реализации интерпретатора позволило сократить время его разработки и отладки.

- 127

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные в диссертационной работе исследования позволяют сформулировать следующие результаты:

1. На основе проведенного анализа существующих способов реализации языков ассемблерного типа предложена структура системы параметрической реализации языков ассемблера.

2. Исследованы и разработаны алгоритмы лексического анализатора, расширяющие класс входных языков параметрической системы трансляции.

3. Исследованы и предложены алгоритмы устранения неоднозначностей в грамматиках языков ассемблерного типа, ориентированных на архитектуру восьмиразрядного микропроцессора.

4. Разработаны структуры семантических процессоров макрогенератора и ассемблера.

5. Исследованы и разработаны внутренние структуры данных макрогенераторов, позволяющие упростить алгоритмы задания семантики макроязыка.

6. Разработаны алгоритмы и методика задания семантики языка макроассемблера для случая двухфазной организации процесса трансляции.

7. Разработаны средства кроссовой отладки ассемблерных программ микропроцессора на ЕС ЭВМ.

8. Объем разработанных программ составил 4500 операторов языка Ш1/1.

- 128

1. Айзенберг Я.Е., Вельбицкий И.В., Конорев Б.М., Стогний А.А. Автоаатизированная система производства программ СИНТЕРМ. УСиМ, 1980, №1, с.16-21.

2. Алагич С., Арбиб М. Проектирование корректных структурированных программ. Пер. с англ. /Под ред. О.М.Рякина.-М.: Радио и связь, 1984, 264с.

3. Алексеенко А.Г., Галицын А.А., Иванников А.Д. Проектирование радиоэлектронной аппаратуры на микропроцессорах:программирование, типовые решения, методы отладки.-М.:Радио и связь, 1984, 270с.

4. Алиев Т.М., Кулиев Г.Р., Керимов Х.З. Об одной система построения трансляторов. УСиМ, 1984, №2, с.77-80.

5. Ананьевский С.А., Бедненко В.В., Колинько Р.Ф. О семантическом разрешении неоднозначностей КС-грамматик. Вестн. КПИ, "Автоматика и электроприборостроение", вып.18. Киев: Вища школа,1981, с.51-55.

6. Ананьевский С.А., Стеблянко В.Г., Колинько Р.Ф., Деоги-рикар А.Д. Метаязыковые обеспечение параметрического транслятора. Вестн.КПИ "Автоматика и электроприборостроение",вып.17.

7. Киев: Вшца школа, 1980, с.73-76.

8. Ананьевский С.А., Тригуб Н.3>. Учет времени в системах кроссовой отладки программ управляющих ЗВМ.-Вестн.МШ "Автоматика и электроприборостроение", вып. 20. Киев: Вища школа,1983, с.83-86.

9. Артемов Ю.И., Вялов В.Л., Рудобаба В.П., Таран Е.И. Сисьема подготовки программ для МП К580ИК80. УСиМ, 1981, №3, с.71-72.

10. Ахо А., Ульман Дяс. Теория синтаксического анализа, перевода и компиляции. Том I: Синтаксический анализ. Пер. с англ. /Под ред. В.М.Курочкина.-М.:Мир, 1978,612с.

11. Ахо А., Ульман Д®. Теория синтаксического анализа, перевода и компиляции. Том 2: Компиляция. Пер. с англ. /Под ред. В.М. Курочкина.-М.:Мир,1978,487с.

12. Баранов С.Н., Кириллен В.А., Клубович А.А., Ноздрунов Н.Р., Сахаров А.Л. Кросс-система К580/ЛГУ. УСиМ, 1983, Н93,с.19-21.

13. Бедненко В.В., Тригуб Н.Ф., Бойко Ю.Д., Коваль А.В.

14. Об использовании языка ПЛ/I для программирования функциональных алгоритмов параметрического транслятора. Вестн. КПИ. "Автоматика и электроприборостроение", вып.16.Киев: Вища школа,1979, с.54-57.

15. Безбородов Ю.М. Индивидуальная отладка программ. Под ред.А.П.Ершова.-М.:Наука, 1982, 190с.

16. Берестовая С.Н. Об одном подходе к построению языков программирования. Программирование, 1982, №2, с.52-58.

17. Бутомо И.Д., Котляров В.П., Самочадин А.В. Комплекс кросс и резидентных средств автоматизации программирования для систем управления. Материалы семинара "Машинное моделирование", М. МДНТП, 1980, с.102-104.

18. Ван Тассел Д. Стиль, разработка, эффективность, отладка и испытание программ. Пер. с англ./Под ред. З.И.Трахтен-герца.-М.: Мир, 1981, 320с.

19. Вельбицкий И.В. и др. Технологический комплекс производства программ на машинах ЕС ЭВМ и БЭСМ-б.-М.: Статистика, 1980.

20. Вострикова З.П.,Митин С.Т. Курс операторного обслуживания ОС ED ЭВМ.- М.: Наука, 1983, 248с.

21. Гальперин М.П.,Жуков Е.И., Кузнецов В.Я. и др. Семейство отечественных микро-ЭВМ широкого назначения.- УСиМ, 1976, №6, с.27-29.

22. Гальперин М.П., Кузнецов В.Я., С Масленников Ю.А. и др. Микро-ЭВМ "Электроника С5" и их применение. Под ред.В.М.Пролейко М.: Советское радио, 1980, 160с.

23. Герсимов И.В., Петров Г.А., Скворцов С.В., Родионов С.В. Кросс-система разработки ПО микро-ЭВМ. "Приборы и системы управления", 1982, №7, с.10-13.

24. Герасимов И.В., Родионов С.В. О средствах автоматизации отладки вычислительных программ в составе кросс-моделируйцей программы. "Программирование", 1981, №2, с.68-70.

25. Гивонс Д., Россер Р. Микропроцессоры и микрокомпьютеры. Вводный курс. Пер. с англ. /Под ред. В.С.Штархмана.-М.: Мир, 1983, 464с.

26. Грис Д. Конструирование компиляторов для цивровых вычислительных машин. Пер. с англ. М., : Мир, 1975,544с.

27. Зеленко Г.В., йванников А.Д., Сыпчук П.П. Проектирование и отладка микропроцессорных систем.-М.: Машиностроение, 1982, 56с.

28. Зелковиц М., Шоу А., Гэнном Дк. Принципы разработки программного обеспечения. Пер. с англ. / Под ред. д.т.н. С.Д.Пашкеева.- М.: Мир, 1982, 368 с.

29. Иванов Ю.В., Масленников Ю.А., Чебыкин Н.Е., Шнрбашин А.В., Штурц И.В. Вопросы проектирования систем автоматизации разработки программ для микро-ЭВМ. УСиМ, 1978, №5, с.39-42.

30. Йванников А.Д. Аппаратно-программные комплексы для отладки микропроцессорных устройств.-Микроэлектроника и полупроводниковые приборы. Под ред. А.А.Васенкова и Я.А.Федотова.-М.: Радио и связь, 1981, вып.6, с.62-82.

31. Йванников А.Д., Сыпчук П.П. Автоматизация проектирования микропроцессорных систем.-В кн.:Автоматизация проектирования в радиоэлектронике и вычислительной технике. -М.: МДНТП им.Ф. Э.Дзержинского, 1981, с.ПЗ-117.

32. Ингерман П. Синтаксически ориентированный транслятор. Пер. с англ. /Под ред. А.И.Китова.-М.,Мир, 1982,406с.

33. Калечиц В.И., Лободин Н.И., Щукин А.Я., Кросс-система ЭВМ "Электроника-60" на ЕС ЭВМ . В кн.: Методы трансляции Ростов-на-Дону, 1981, с.52-59.

34. Кантрович Е.Б., Косарев В.В., Сорокин С.С. О путях использования МО ЦВМ одного типа при решении задач на ЦВМ другого типа.-Препринт ИК АН УССР, Киев, 1973, 28с.

35. Квитнер П. Задачи. Программы. Вычисления. Результаты. Пер. с англ. / Под ред. В.В.Мартынюка.-М. :Мир,1980, 422с.

36. Колинько Р.Ф. Система построения трансляторов.-дисс. на соискание ученой степени кандидата техн.наук.-Киев, 1982, 133 с.

37. Корниенко Г.И., Барсук Я.И., Пих З.А., Колесников А.Н., Рейзин А.Л. О средствах создания МО микропроцессорных систем. Кибернетика, 1979, №4, с.41-46.

38. Лебедев В.Н. Введение в системы программирования.-М.: Статистика, 1975, 312с.

39. Левенталь Л. Введение в микропроцессоры. Программное обеспечение, аппаратные средства, программирование. Пер. с анлг. /Под ред. В. В. Сталина.-М.: Энергоатомиздат, 1983 , 464с.

40. Линтер Р., Миллс X., Уитт Б. Теория и практика структурного программирования. Пер. с англ. /Под ред. д.т.н. С.Д.Пашкеева.-М.: Мир, 1982, 406с.

41. Липаев В.В. Каганов Ф.А. Система автоматизации технологии разработки комплексов управляющих программ для микропроцессоров и микро-ЭВМ /ТЕМП/. УСиМ, 1980, №1, с.32-36.

42. Липаев В.В., Серебровский Л.А., Филиппович В.В. Система автоматизации программирования и отладки комплексов программ управления ЯУЗА-6. Программирование, 1977, №3.

43. Льюис Ф., Розенкранц Д., Стирнз Р. Теоретические основы построения трансляторов.-М.:Мир,1979.

44. Малиновский В.Н.,Слободянюк А.И., Погорелый С.Д. Системное математическое обеспечение микро-ЭВМ и отладочной системы на базе МП К580ИК80. УСиМ, 1982, №3, с.24-34.

45. Мартынова И.Б. Система построения трансляторов для прикладных языков для СМ ЭВМ. УСиМ, 1980,№1, с.70-72.

46. Мучник М.М. Метод построения кросс-систем математического обеспечения мини- и микро-ЭВМ. Кибернетика, 1980, №2,с.104-107.

47. Мучник М.М. Об использовании макрогенератора для реализации языков программирования СЦВМ и микропроцессоров. Программирование, 1979, №3.

48. Мучник М.М. Разработка ассемблеров для СЦВМ при помощи макрогенератора общего назначения. В кн.: Теория и практика, системного программирования. ИК АН УССР, Киев, 1976, с.217-223.

49. Мучник М.М. Структурное описание компонент МО мини- и микро-ЭВМ. Кибернетика, 1981, Ш, с.61-64.

50. Пирогов В.В., Гайстеров С.Ф. и др. Система автоматизации программирования для микро-ЭВМ семейства "Электроника-ВД". Диалоговые системы", Рига, 1982, №5, с.3-14.

51. Праншвили И.В. Микропроцессоры и микро-ЭВМ.- М.: Энергия, 1979, 232с.

52. Пустоваров В.Й., Салапатов В.И. Разработка машинноориен-тированных средств автоматизации программирования с помощью непроцедурных метаязыков.-Вестн.КПЙ "Автоматика и электроприборостроение", вып.20. Киев.: Вища школа, 1983, с.74-77.

53. Рауд Р.К. СЕРП система разработки программ, управля- . ющих микро-ЭВМ класса СМ 1800.- В кн.: Программное обеспечение АСЦ. Секция XII: Тез.докл. Калинин, 1980, с.130-133.

54. Рауд Р.К., Тамм Б.Г. Состояние в области программирования микро-ЭВМ /обзор/.- Программирование, 1982, №5, с.31-43.

55. Салапатов В.И., Ассемблирование с использованием индикаторов.- Вестн. КПЙ "Автоматика и электроприборостроение", вып.16, Киев: Вища школа, 1979, с.115-116.

56. Салапатов В.И. Оптимизация алгоритма ассемблера. -Вестн.КПЙ "Автоматика и электроприборостроение",вып.17. Киев: Вища школа, 1980, с.28-30.

57. Салапатов В.й. Оптимизация анализатера кода операции ассемблера.-Вести. КПИ "Автоматика и электроприборостроение", вып.15. Киев:Вища школа, 1978, с.136-138.

58. Самофалов К.Г., Пустоваров В.й., Русков Т.Н. Разработка резидентных средств систем программирования с использованием машинно-ориентированных средств.-Вестн.КПИ "Автоматика и электроприборостроение", вып.19. Киев: Вища школа, 1982, с.103-106.

59. САПР Рапиро Ч. /Алгоритмы и программы/ Ереван, 1980, 136с. /Рукопись деп. СФАП СМПО "Алгоритм", Р И20.005.016/.

60. Система программного обеспечения СМ 1800. Язык ассемблера. Гуководство программиста. 4.072.127.ЙЭ1.

61. Слободянюк А.И., Погорелый С.Д., Вайсбанд С.Г. Кроссовая система отладки ПО МП К580ИК80 на малых ЭВМ. УСиМ, 1982, Р2,с.38-41.

62. Соловьева Л.А. Использование принципа автоматизации входных и выходных языков при построении кросс-ассемблеров.

63. В кн.; Методы и средства системного программирования : Сб.научн. тр.Киев ИК АН УССР, 1984, с.107-113.

64. Соловьева Л.А. Разработка кросс-систем отладки. Препринт АН СССР, Свердловск, 1983.

65. Соучек Б. Микропроцессоры и микро-ЭВМ. Пер с англ. Под ред. А.И.Птеренко.- М.: Сов.радио, 1979, 520с.

66. Стеблянко В.Г., Бедненко В.В. Язык представления внешней среды для отладки программ управляющих ЭВМ.-Вестн. КПИ "Автоматика и электроприборостроение", вып.20.Киев: Вища школа, 1983, с.77-79.

67. Стеблянко В.Г., Бею Т.В., Воскобойников О.А., Луговой В.В. Отладка программных систем с оверлейной структурой в операционной системе ОС ЕС ЭВМ.-Вестн.КПИ "Автоматика и электроприборостроение", вып.16.Киев: Вища школа, 1979, с.60-62.

68. Уокерли Дк. Архитектура и программирование микро-ЭВМ. Пер. с англ./Под ред. д.т.н. А.Г.Филиппова, Том I.-M.: Мир, 1984, 486с.

69. Уокерли Дк. Архитектура и программирование микро-ЭВМ. Пер. с англ./Под ред.д.т.н.А.Г.Филиппова. Том 2-М.: Мир, 1984, 360с.

70. Фуксман A.JI. Система построения трансляторов СПТ-РГУ-В сб. ?Теория языков и методы построения систем программирования. -Киев-Алушта: изд.ИК АН УССР, 1972, с.173-180.

71. Хайтер Р. Проектирование и конструирование компиляторов. Пер с англ. /Под ред. В.М.Савинкова.-М.: Финансы и статистика, 1984, 232с.

72. Хильбурн Дк. Джулия П. Микро-ЭВМ и микропроцессоры Пер. с англ./ Под ред. С.Д. Пашкеева.-М. :Мир,1979,463с.

73. Хусаинов B.C. Макросредства в языке ассемблера ЕС ЭВМ.-М.:Статистика, 1978,94с.

74. Хьюз Дж., Мичтан Дк. Структурный подход к программированию. Пер с англ./ Под ред. В.Ш.Кауфмана.-М.:Мир, 1980,278с.7?. BEya/R Р.} KisHON G., QRacovEtsky S.3 MOSES R.

75. MiCROpROCESSOR CROSS <ZSSEmbi-ER SIWuLa tOR CONstROC itONus/ыд MacRo-II, Mcjcro LibRctRies > "MIMI 7?"- Proc. Int. Symp. Mini ovd Micpo Com put. MonrectI 3 197?, NovEmbeR, И-1вл p. 1Qi-104.

76. ColLiNS RobERi W., Моаыам RobeRt G#E$oRy ГП и e L Т. 3 К Night JoltN C.3 Hamrn Roy W. . CompREЬеа/s we iooLs {or assE/nbLeR cons iRuctioN . "SoftWORE : pRoct. one/ ExpER.", 1933,13, /V/ 5", p. 447-415.

77. СотриteR teahnoLogy shifts emphasisix?' SofiwQLRE : a special. zepORt.- ELectRON/'cs, 1980, V. S3 , /V-' 11, p. 142-149.

78. Diskie A. A., SoomRO H.K., /I m/cR о сотри te я so-fiwoRe c/evelopwesystem based op minicompufe/z anc/ rnacRO ossembLeRS. "IEEE Tuans. Ind. ELectROn. and

79. ConU. TnsUum. \ 1981, S4, p. 21-23.

80. External Peietens Spe si ft cot ion 8080 MacRO As$fml>leps MA С 80, VeRsion2. Sania CLorQ , СаО/окп/ct JnteL CoRpoRcttion.

81. Ft'dc/fan N-1. Meier- assembly : & fzeshasses rneni. "Software : pRoct, аис/ Ex рек. <982,12, //2 42, p. 1101-1117.

82. INTEL- 8080/8085. Assembly languageряодм a mm/ид manual. INTEL Сов p. , 1977, 160. Тояс/ед Not/Emhe/г 9800S018*84. 151S-II System l/sex's Galc/e. Intel Co/?p., (/SA, 12??, 150p.

83. Kolt Pysjaxof K., Ambzojiak KRisto-f.

84. Ogc/t'n C.J. Fhe many c/ioises In development languages. M/Nl-M/CKO Sgsiems, 1980, Aug., p. 81-84.

85. PcrnchctpafcesaH S.} \Реяkct t/s arc/Ran //., Si/bttGman/ar? S. Assemb/erj /or mfcRocowputeRs."softwaree. prc/ct. сшс7 SxpeR . /979, //*/#, 834-852.

86. SO. WesteR Simpson W.$. e-t ai.

87. SoftwaRe Design foR micROpROcessoas. — Texas 1/7 s tR a me/? ts L ec?p r?/'/?g Cen te* , 1976 9 p. 286.