5-Amaliy ish Mavzu: Assembler tilida asosiy operatorlar bilan tanishish: Ishdan maqsad
Mavzu: Assembler tilida dasturlash
Yüklə 256,89 Kb. Pdf görüntüsü
|
|
5.1 Mavzu: Assembler tilida dasturlash.
Assembler tili bir dasturlash tili ma'lum bir turdagi protsessor uchun mo'ljallangan past darajali. Biz uni ishlab chiqarishimiz mumkin yuqori darajadagi dasturlash tilidan (masalan, C / C ++). Ammo biz ushbu tilda dasturlarni o'zimiz ham yozishimiz mumkin. Biz o'z navbatida assembler kodini assembler yordamida mashina kodiga aylantirishimiz mumkin. Assembler - bu kompyuterni boshqaradigan va ko'rsatmalarni bitlar naqshiga o'zgartiradigan dastur. Protsessor undan asosiy operatsiyalarni bajarish uchun foydalanishi mumkin. Ba'zilar ushbu ko'rsatmalarni assembler tili deb atashadi, boshqalari esa bu atamadan foydalanadilar assambleya tili . Biz qayerda assemblerdan foydalanamiz? Har bir kompyuterda kompyuterning arifmetik, mantiqiy va nazorat ishlarini bajaradigan protsessor mavjud. Har bir protsessor oilasi har xil operatsiyalarni bajarish uchun o'ziga xos ko'rsatmalarga ega, masalan, klaviatura kiritish, ma'lumotni ekranda aks ettirish va boshqa har xil vazifalarni bajarish. Ushbu ko'rsatmalar ketma-ketligini "mashina tiliga oid ko'rsatmalar" deymiz. Protsessor faqat mashina tilidagi ko'rsatmalarni tushunadi, ular birlar va nollarning ketma-ketligidir. Biroq, mashina tili juda tushunarsiz va murakkab bo'lib, dasturiy ta'minotni ishlab chiqishda foydalanish mumkin emas. Shunday qilib, assembler tili turli xil ko'rsatmalarni ramziy kodda va tushunarli shaklda ifodalovchi ma'lum bir protsessorlar oilasi uchun mo'ljallangan. Assambleya tili - shakli va mazmuni bo'yicha mashina tiliga eng yaqin ramziy dasturlash tili. O'rnatish tili quyidagi hollarda foydalidir: Biz dasturimiz bosqichlarini baytgacha va hatto bit darajasiga qadar ehtiyotkorlik bilan nazorat qilishimiz kerak. COBOL, Java yoki C kabi boshqa ramziy dasturlash tillari bilan ta'minlanmagan funktsiyalar uchun kichik dasturlarni yozishimiz kerak. Assambleyer shunday ishlaydi Kompyuterlar ma'lum bir asosiy ko'rsatmalar to'plami bilan ta'minlanadi, ular kompyuter bajarishi mumkin bo'lgan asosiy operatsiyalarga mos keladi. Masalan, "Load" iborasi protsessorning ketma-ket bitlarini protsessor xotirasidagi joydan registr deb ataladigan maxsus omborga ko'chirilishiga olib keladi. Dasturchi ushbu assembler ko'rsatmalaridan foydalangan holda dastur yozishi mumkin. Deb nomlanuvchi assambleyerlarning ushbu ketma-ketligi manba kodi yoki manba dastur, keyinchalik dasturni boshlaganimizda assembler dasturida ko'rsatiladi. Assembler dasturi har bir dastur yo'riqnomasini manba dasturida oladi va tegishli bitli oqim yoki naqsh hosil qiladi (nollar qatori va ma'lum uzunlikdagi birliklar). Assambleyer dasturining chiqishi kirish manbai dasturiga nisbatan ob'ekt kodi yoki ob'ekt dasturi deb ataladi. Ob'ekt dasturini tashkil etadigan nollar va bir qatorlar qatori mashina kodi deb ham ataladi. Keyin biz ob'ekt dasturini istalgan vaqtda ishga tushirishimiz mumkin. Assambleya tili ko'rsatmalar yoki izohlarni ifodalovchi bayonotlardan iborat. Yo'riqnomalar tilning ishchi qismi bo'lib, quyidagi uch guruhga bo'linadi: Mashina uchun ko'rsatmalar. Montajchi uchun ko'rsatmalar. Ibratli ko'rsatmalar. O'rnatish kodini qanday qo'llaymiz? Ko'pgina kompilyatorlar manba kodini to'g'ridan-to'g'ri mashina kodiga o'zgartirganligi sababli yarating dasturiy ta'minotni ishlab chiquvchilar ko'pincha assembler tilidan foydalanmasdan dasturlar. Ammo ba'zi hollarda biz dasturni aniq sozlash uchun assembler kodidan foydalanishimiz mumkin. Masalan, dasturchi ma'lum bir jarayonni iloji boricha samarali ishlashiga ishonch hosil qilish uchun uni assembler tilida yozishi mumkin. Assembler tillari protsessor arxitekturasiga qarab turlicha bo'lishiga qaramay, ular ko'pincha tegishli ko'rsatmalar va operatorlarga ega. Quyida x86 protsessorlarini qo'llab- quvvatlaydigan ko'rsatmalarga ba'zi misollar keltirilgan. MOV - ma'lumotlarni bir joydan boshqasiga ko'chirish. ADD - ikkita qiymatni birga qo'shish. SUB - bitta qiymatni boshqa qiymatdan ayirish. PUSH - ma'lumotlarni to'plamga surish. POP - to'plamdan olingan ma'lumotlar. JMP - boshqa joyga o'tish. INT - jarayonni to'xtatish. 3 va 4 raqamlarini qo'shish uchun quyidagi oddiy yig'ish kodidan foydalanishimiz mumkin: mov eax, 3 - "eax" registriga 3 yuklaydi. mov ebx, 4 - "ebx" registrga 4 yuklaydi. eax, ebx, ecx qo'shing - "eax" va "ebx" ni qo'shing va natijani (7) "ecx" da saqlang. Biroq, assemblerda dastur yozish juda mashaqqatli jarayondir. Buning sababi shundaki, har bir operatsiya juda oddiy darajada bajarilishi kerak. Kompyuter dasturini yaratish uchun hech qachon assembler kodidan foydalanishning hojati bo'lmasligi mumkin, ammo assambleyer tilini o'rganish ko'pincha informatika o'quv dasturining bir qismidir, chunki u protsessorlarning ishlash uslubi to'g'risida foydali ma'lumot beradi. Assembler tilining afzalliklari Ushbu asosiy tilni bilish sizni quyidagilar haqida xabardor qiladi: Dasturlar OS, protsessor va BIOS bilan birgalikda ishlaydi. Ma'lumotlar xotirada ko'rsatiladi. Protsessor ko'rsatmalarni bajaradi. Ma'lumotlarga ishlov berish. Dastur tashqi qurilmalarga kirish huquqiga ega bo'ladi. Assembler tilidan foydalanishning afzalliklari: Kamroq xotira va bajarilish vaqtini talab qiladi. Assembler apparatga tegishli murakkab vazifalarni sodda usulda iloji boricha osonlashtiradi. Vaqt tanqidiy ishlariga mos keladi. Interfaol tartiblarini va boshqa xotira dasturlarini yozish uchun eng mos keladi. Assembler tilini o'rganishimiz kerakmi? Assambler tilini o'rganishimiz kerakmi, bizning ishimizga bog'liq. Ko'pgina ishlab chiquvchilar uchun javob "yo'q". Assembler tilini o'rganishning ikkita asosiy sababi bor: biz uni o'zimiz ishlatishimiz kerakligi yoki kompyuterlarni fundamental darajada tushunishni istaganimiz uchun. Amaliy nuqtai nazardan, faqat bir nechta muhandislar va kompyuter olimlari assemblerlardan foydalanadilar. Dasturiy ta'minot ishlab chiqaruvchilarning aksariyat qismi, shu jumladan deyarli barcha dasturlarni ishlab chiquvchilar yuqori darajadagi dasturlash tillaridan foydalanadilar va assembler kodisiz. Ammo biz assambler tilidan foydalanadigan ba'zi bir aniq yo'nalishlar quyidagilardir: Operatsion tizimlar. Mikrodastur. Uskunalar dasturlari. Dasturlash tillarini loyihalash. Kompilyatorlarni loyihalash. O'rnatilgan tizimlar . Uskuna dizayni. Ilg'or kriptografiya . Nazariy informatika. Assamblerni o'rganishning yana bir sababi bu kompyuterning tubida nima borligini yaxshiroq anglashdir. (Shuning uchun deyarli barcha IT mutaxassislari ushbu tilni o'quv jarayonida o'rgatishadi.) Agar siz kompyuterlarga sho'ng'ishni yaxshi ko'radigan va texnologiyaga qiziqsangiz, past darajadagi tizimlarni rivojlantirishda martaba haqida o'ylashingiz mumkin. Assembler tili kodini yaratish Kod generatori sintaksis analizatori va/yoki semantik analizatorning chiqishini quyi darajadagi kodga, masalan, assembler tiliga o'giradi. Kompilyatorning birinchi qismi tahlil qiladi manba kodini dasturning ma'nosini o'z ichiga olgan tuzilishga aylantiradi. Bu struktura odatda tekshirilgan va dekodlangan mavhum sintaksis daraxtidir. Bundan tashqari, dekodlash barcha identifikatorlar tayinlanganligini bildirishini unutmang. Ushbu strukturadan biz mos keladigan kodni ham olishimiz mumkin hosil qilish boshqa tilda, maqsadli tilda. Kod ishlab chiqaruvchisi shunday qiladi. Ba'zi kompilyatorlar ikki marta ishlab chiqaradilar: avval SIL, LLVM IR, HIR, MIR, CIL va boshqalar kabi "oraliq tilda" kod ishlab chiqaradilar. Keyin ular virtual mashina kodi, assembler tili yoki mashina tili kabi to'g'ridan-to'g'ri bajarishimiz mumkin bo'lgan maqsadli tilda "haqiqiy" kod ishlab chiqarishni amalga oshiradilar. Kod yaratish maqsadlari Bular yaxshi kod ishlab chiqaruvchining uchta maqsadi: U to'g'ri kodni ishlab chiqishi kerak. Jeneratör samarali kod yaratishi kerak. U samarali kod ishlab chiqishi kerak. O'rganish uchun boshqa narsalar Dasturni tayyorlash va ko'chirish sohasidagi yangi g'oya - a tushunchasi virtual mashina . Masalan, Java dasturlash tili yordamida til ko'rsatmalari bayt kod deb nomlanuvchi mashina tilining umumiy shakliga tuzilgan bo'lib, uni virtual mashina bajarishi mumkin, bu kompyuterning aksariyat operatsiyalariga yaqin keladigan nazariy mashina turi. Keyin bayt kodi Java virtual mashinasiga oldindan yuklangan yoki o'rnatilgan har qanday hisoblash platformasiga yuborilishi mumkin. Virtual mashina platformaning o'ziga xos ko'rsatmalari va boshqa xususiyatlarini biladi va Java bayt kodini ishga tushirishga imkon beradi. Ba'zi tillar mavjud, agar ular haqida biron bir narsani bilsak, biz ko'p narsani qila olamiz. Python va Ruby shunga o'xshashdir, biz ular haqida biron bir foydali narsani qurish uchun hafta oxiri etarlicha ma'lumot olishimiz mumkin. Assambleya tili bunday emas. Biz hech qachon assembler tilini o'z-o'zidan emas, balki har doim ma'lum bir platformada ishlatamiz. Assambleyerni bilishi kerak bo'lgan muhandis turi, ehtimol siz samarali bo'lish uchun boshqa ko'nikmalarni ham bilishingiz kerak bo'lgan joyda ishlaydi. Bunga quyidagilar kiradi: VHDL va Verilog kabi apparat tillari, shuningdek mikroprotsessorlar va elektrotexnika haqida tushuncha. C va uning hosilalari kabi past darajadagi operatsion tizim tillari: C ++, C # va D Fortran va kabi qadimiy tillar Kobol . Java va Objective-C kabi platforma tillari. Algoritmlar. Programmalash tillari sun’iy tillar hisoblanadi, ularda sintaksis va semantik qoidalar qat’iy aniqlangan bo‘ladi. SHu sababli Programmalash tillari tabiiy tillardan farqli ravishda jumlalarni ko‘pmazmunli va erkin talqin etishga yo‘l qo‘ymaydi. Buning asosiy sababi tildagi xar bir ko‘rsatma mashina tilidagi aniq bir buyruqqa o‘tadi. Sintaksis-bu qoidalar to‘plami bo‘lib, Programmalash tilida ruxsat etilgan belgilarning ketma-ketligi va asosiy ichki tuzilishni aniqlaydi. Semantika-til birliklariga (so‘z, so‘z birikmalari, jumlalariga) beriladigan qiymatlardir. EHMlar endi yuzaga kelgan paytda programma tuzishda, faqat mashina tillarida, ya’ni sonlar yordamida EHM bajarishi kerak bo‘lgan amallarning kodlarida kiritilgan. Bu holda mashina uchun tushinarli sanoq, sistemasi sifatida 2 lik, 6 lik, 8 lik sanoq sistemalari bo‘lgan. Programma mazkur sanoq sistemasidagi sonlar vositasida kiritilgan. YUqori bosqichli programmalashda, mashina tillariga qaraganda mashinaga moslashgan (yo‘naltirilgan) belgili kodlardagi tillar hisoblanadi. Belgilar kodlashtirilgan tillarning asosiy tamoyillari shundaki, unda mashina kodlari ularga mos belgilar bilan belgilanadi, hamda xotirani avtomatik taqsimlash va xatolarni tashhis qilish kiritilgan. Bunday mashina moslashgan til - ASSEMBLER tili nomini oldi. EHM faqat mashina tilini-buyruqlar, operand va sonlarning ikkilik sanok, sistemasidagi ko‘rinishini «tushinadi». SHu sababli, Assembler tilida yozilgan programmalar uchun ularni mashina tiliga o‘tkazuvchi «tarjimon» kerak bo‘ladi. Assembler tilidagi programmani mashina tiliga o‘tkazuvchi maxsus programma translyator deyiladi, ayrim hollarda uni assembler deb ham atashadi. Mashinaga moslashgan tillarning asosiy kamchiligi bir turdagi mashina uchun tuzilgan programma boshqa mashinalarda bajarilmaydi, ya’ni bunday tillar mashinaning apparat tuzilishiga bog‘liq qilib yaratiladi. Masalan, Pravets mashinasi uchun tuzilgan programma IBM yoki YAMANA turidagi mashinalar uchun o‘tmaydi va aksincha. Programmalash tillarining keyingi bosqichida protsedurali tillar joylashadi. Bu tillaring asosiy xususiyati shundaki, ularning sintaksis va semantikasi konkret EHM (protsessor) buyruqlari tarkibiga bog‘liq, emas. Tuzilgan programmani konkret EHM ga bog‘lashni translyator amalga oshiradi. Programmaning boshlang‘ich matni Operativ xotiraga kiritilgandan keyin u translyasiya qilinadi. Natijada, aynan shu mashina «tushinadigan» buyruqlar ketma-ketligi hosil bo‘ladi va ularni bajarish asosida EHM masalani echadi. Programmani tarjimasi va uni bajarish jarayoni ikki usulda amalga oshirilishi mumkin: Birinchi usul-komplilyator deb nomlanuvchi usulda programmani EHMda bajarilishi- tarjima jaryoni to‘liq, tugagandan keyin amalga oshiriladi. Bunda tarjima programmasini operativ xotirada saqlab turishga hojat yuq, shu sababli xotirani tejashga erishiladi. Ikkinchi usul – interpretatsiya - programmadagi ayrim operatorlar ular tarjima qilingan zahoti bajariladi, shundan keyin navbatdagi operator tarjima qilinadi, bajariladi va xokazo. Bu rejimda xotirada interpretator programmasi ham bo‘lishi kerak, natijada qo‘shimcha xotira ishlatiladi va programmaning ishlashi kompilyasiya qilinganga nisbatan sekin ishlaydi. Interpretatorning afzallik tomonlari programmalarni sozlash paytida ko‘rinadi, ya’ni yo‘l qo‘yilgan xatolar tuzatilishi mumkin. Kompilyatorda bunday imkoniyat yuk. Protsedurali tillarning umumiy xususiyatlarini ko‘raylik. Bu tillarda programmadagi yozuvlar umumiy qabul qilingan matematik yozuvlarga juda yaqin va tushunish uchun engildir. Masalan, 7 va 5 sonlaring yig‘indisini hisoblash amalini programmalash tillarida yozilishini ko‘raylik: mashina tilida Buyruq Operand adresi 0011 1111 1101 0001 0000 0101 1101 0010 0000 0110 1101 00111 0000 0111 1101 0100 1000 0000 1101 0101 Java tili kompyuter tarmoqlarida amal qiladigan programmalarni yaratishga mo‘ljallangan, ya’ni Java tilida yozilgan programmalar global tarmoqlarda dinamik reklamalarni (animatsiya, teletayp lentalari) global tarmoqda joylashtirish uchun ishlatiladi, Java tilining afzalligi shundaki, u turli operatsion sistemalarda ham birdek amal qilaveradi. Java programmasi bir paytda Windows, UNIX va Macintosh operatsion sistemalarida ishlashi mumkin. Quyidagi jadvalda programmalash tillari xaqida ma’lumotlar keltirilgan. Yüklə 256,89 Kb. Dostları ilə paylaş:
|