mirror of
https://github.com/TMD44/elte-ik-pti-bsc-zarovizsga.git
synced 2025-08-13 22:39:04 +02:00
2015 ZV tétel kidolgozások
This commit is contained in:
TMD44
Binary file not shown.
|
After Width: | Height: | Size: 9.2 KiB |
Binary file not shown.
|
After Width: | Height: | Size: 16 KiB |
Binary file not shown.
|
After Width: | Height: | Size: 36 KiB |
Binary file not shown.
|
After Width: | Height: | Size: 13 KiB |
543
9.Programok fordítása és végrehajtása/tetel9.tex
Normal file
543
9.Programok fordítása és végrehajtása/tetel9.tex
Normal file
@@ -0,0 +1,543 @@
|
||||
\documentclass[margin=0px]{article}
|
||||
|
||||
\usepackage{listings}
|
||||
\usepackage[utf8]{inputenc}
|
||||
\usepackage{graphicx}
|
||||
\usepackage{float}
|
||||
\usepackage[a4paper, margin=1in]{geometry}
|
||||
\usepackage{amsthm}
|
||||
|
||||
\renewcommand{\figurename}{ábra}
|
||||
\newenvironment{tetel}[1]{\paragraph{#1 \\}}{}
|
||||
|
||||
\usepackage{listings}
|
||||
\usepackage{color}
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
% A dokument itt kezdődik
|
||||
|
||||
\title{Záróvizsga tételsor \\ \large 9. Programok fordítása és végrehajtása}
|
||||
\date{}
|
||||
\author{}
|
||||
|
||||
\begin{document}
|
||||
\maketitle
|
||||
|
||||
\begin{tetel}{ Programok fordítása és végrehajtása }
|
||||
Fordítás és interpretálás összehasonlítása.
|
||||
Fordítási egység és a szerkesztés fogalma.
|
||||
Fordítóprogramok komponenseinek feladata és működési elveik vázlatos ismertetése.
|
||||
Kódgenerálás assemblyben alapvető imperatív vezérlési szerkezetekhez.
|
||||
A szekvenciális és
|
||||
párhuzamos/elosztott végrehajtás összehasonlítása
|
||||
\end{tetel}
|
||||
|
||||
\section{Bevezetés}
|
||||
|
||||
|
||||
Amikor programot írunk, azt valamilyen programozási nyelven tesszük. Ezután a nyelvtől függően vagy lefordítjuk, vagy interpreterrel futtatjuk.
|
||||
|
||||
\section{Fordítás és Interpretálás}
|
||||
|
||||
\subsection{Fordítás}
|
||||
|
||||
A fordítás során általában egy magas szintű programozási nyelvből gépi kód keletkezik, amelyet a processzor már képes értelmezni és futtatni. Előnye, hogy gyors, mivel a lexikális, szintaktikus és szemantikus elemzés fordítási időben, egyszer fut le, valamint ekkor optimalizáljuk a kódot. Fordítási időben sok hibát ki lehet szűrni, ezáltal megkönnyítve a debugolást. A gépi kód nehezen visszafejthető. Általában nagyobb programokhoz használjuk, ahol fontos a hatékonyság. A lefordított kódon később már nem (vagy csak nagyon nehezen) tudunk változtatni.
|
||||
|
||||
Hátránya, hogy a keletkezett kód nem platformfüggetlen, minden architektúrára külön-külön le kell fordítani.
|
||||
|
||||
\textbf{Példák}: C, C++, Ada, Haskell
|
||||
|
||||
\begin{figure}[H]
|
||||
\centering
|
||||
\includegraphics[width=0.5\textwidth]{img/forditas_folyamatabra.png}
|
||||
\caption{a fordítás folyamata}
|
||||
\label{fig:forditas_folyamatabra}
|
||||
\end{figure}
|
||||
|
||||
|
||||
\subsection{Interpretálás}
|
||||
|
||||
Az interpretálás során a programkódot az értelmező futás közben hajtja végre. Platformfüggetlen, csak az interpretert kell minden rendszerre egyszer megírni. Nehéz benne a hibakeresés, mivel sok olyan hiba maradhat a kódban, amit egy fordító kiszűrt volna (pl. típus egyezőség).
|
||||
|
||||
\textbf{Példák}: PHP, JavaScript, ShellScript
|
||||
|
||||
|
||||
\begin{figure}[H]
|
||||
\centering
|
||||
\includegraphics[width=0.5\textwidth]{img/interpretalas_folyamatabra.png}
|
||||
\caption{az interpretálás folyamata}
|
||||
\label{fig:interpretalas_folyamatabra}
|
||||
\end{figure}
|
||||
|
||||
|
||||
\subsection{Fordítás és Interpretálás együtt}
|
||||
|
||||
Egyes nyelvek (pl. Java) előfordítást használnak, melynek eredménye a \textit{bájtkód}, amely gépi kód egy virtuális gép számára. Ezzel elérhető a fordítási idejű hibaellenőrzés és optimalizálás, de megmarad a platformfüggetlenség.
|
||||
|
||||
\begin{figure}[H]
|
||||
\centering
|
||||
\includegraphics[width=0.5\textwidth]{img/bajtkod_folyamatabra.png}
|
||||
\caption{az interpretálás folyamata}
|
||||
\label{fig:bajtkod_folyamatabra}
|
||||
\end{figure}
|
||||
|
||||
\section{Fordítási egység és a szerkesztés}
|
||||
|
||||
A tárgykód létrehozása két fázisban történik. Először a forrásfájlokat \textit{lefordítjuk}, ebből keletkezik az un. \textit{objektumkód} (pl.: .obj, .class). Ebben a gépi utasítások már megvannak, de hiányzik belőle a hivatkozások (pl változók, függvények), melyek más fájlokban vannak megvalósítva. \textit{Fordítási egységnek} nevezzük azt, amiből egy objektumkód keletkezik.
|
||||
|
||||
A \textit{linker} (szerkesztő) feladata, hogy a hiányzó referenciákat kitöltse, hogy egyetlen fájlt generálva futtatható kódot kapjunk.
|
||||
|
||||
A linkelés lehet statikus, amikor a fordító tölti fel a hiányzó referenciákat; vagy dinamikus, mikor fordítási időben, jellemzően egy másik fájlból (pl.: .dll) tölti be a hiányzó kódot. Az utóbbi akkor praktikus, ha egy modult több, különálló program használ.
|
||||
|
||||
|
||||
\section{A fordítóprogram komponensei}
|
||||
\begin{figure}[H]
|
||||
\centering
|
||||
\includegraphics[width=0.5\textwidth]{img/forditas_teljes_folyamata.png}
|
||||
\caption{a fordítás lépései}
|
||||
\label{fig:forditas_teljes_folyamatabra}
|
||||
\end{figure}
|
||||
|
||||
|
||||
\subsection{Lexikális elemző}
|
||||
|
||||
Bemenete maga a forráskód. A lexikális elemző feladata, hogy tokenekre bontsa a forráskódot. Adott egy reguláris (hármas típusú) nyelvtan, mely a nyelvre jellemző. Ez adja meg, hogy milyen típusú tokenek szerepelhetnek a forrásban. A tokenekhez tulajdonságokat rendelhet (pl. változó neve, literál értéke). Kimenete ez a tokensorozat. Amennyiben az elemző olyan karaktersorozatot talál, amelynek nem feleltethető meg token, akkor az lexikális hibát vált ki.
|
||||
|
||||
\textit{megjegyzés: Lexikális hibánál nem feltétlen szakad meg a fordítás folyamata, megpróbálhatjuk átugrani az adott részt és folytatni az elemzést, így ha több hiba is van, akkor azokat egyszerre jelezhetjük.}
|
||||
|
||||
A reguláris kifejezéseket \textit{véges determinisztikus automatákkal} ismerjük fel. Amennyiben egy lexikális elemre az egyik automata elfogadó állapotba kerül, úgy felismertünk egy tokent. Egy karaktersorozatot egyszerre több automata is felismerhet. Amennyiben ezek azonosan hosszúak, akkor a nyelv konfliktusos. Ennek nem szabad előfordulnia. Az viszont lehetséges, hogy egy szót, és az ő prefixét is felismerte egy automata. Ekkor mindig a hosszabbat választjuk.
|
||||
|
||||
\subsection{Szintaktikus elemző}
|
||||
|
||||
Bemenete a lexikális elemző kimenete. Feladata, hogy \textit{szintaxisfát} építsen a tokenekből, a nyelvez tartozó egy környezetfüggetlen (kettes típusú) grammatika alapján, vagy ha ez lehetetlen, akkor jelezze ezt \textit{szintaktikus hiba}ként.
|
||||
|
||||
\subsubsection{LR0 elemzés}
|
||||
|
||||
A lexikális elemző által előállított szimbólumsorozatot balról
|
||||
jobbra olvassuk, a szimbólumokat az elemző vermébe tesszük.
|
||||
|
||||
\textit{Léptetés}: egy új szimbólumot teszünk a bemenetről a verem
|
||||
tetejére.
|
||||
|
||||
\textit{Redukálás}: a verem tetején lévő szabály-jobboldalt
|
||||
helyettesítjük a szabály bal oldalán álló nemterminálissal
|
||||
|
||||
A háttérben egy véges determinisztikus automata működik:
|
||||
az automata átmeneteit a verem tetejére kerülő szimbólumok
|
||||
határozzák meg
|
||||
ha az automata végállapotba jut, redukálni kell
|
||||
egyéb állapotban pedig léptetni.
|
||||
|
||||
Az automata bizonyos nyelvek esetén konfliktusos lehet: nem tudjuk eldönteni, hogy léptessünk vagy redukáljunk.
|
||||
|
||||
\subsubsection{LR1 elemzés}
|
||||
|
||||
Az előző problémára kínál megoldást, kibővítve a lehetséges nyelvek halmazát.
|
||||
|
||||
Az ötlet, hogy \textit{olvassunk előre} egy szimbólumot.
|
||||
|
||||
Ha az aktuális állapot \textit{i}, és az előreolvasás eredménye az a
|
||||
szimbólum:
|
||||
|
||||
ha $ [A \rightarrow \alpha.a\beta, b] \in I_i $ és $read(I_i, a) = I_j$
|
||||
akkor léptetni kell, és átlépni a \textit{j} állapotba.
|
||||
|
||||
|
||||
ha $ [A \rightarrow \alpha., a] \in I_i (A \neq S'), $
|
||||
akkor redukálni kell az $ A \rightarrow \alpha $ szabály szerint.
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
ha $ [S' \rightarrow S., \#] \in I_i $ és $ a = \# $, akkor el kell fogadni a szöveget, minden más esetben hibát kell jelezni.
|
||||
|
||||
Ha az \textit{i} állapotban \textit{A} kerül a verem tetejére:
|
||||
ha$ read(I_i,A) = I_j $ ,
|
||||
akkor át kell lépni a \textit{j} állapotba, egyébként hibát kell jelezni.
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\subsubsection{Jelmagyarázat/Kanonikus halmazok}
|
||||
|
||||
\paragraph{Closure/lezárás}
|
||||
|
||||
Ha $ I $ a grammatika egy $ LR(1) $ elemhalmaza, akkor $ closure(I) $ a
|
||||
legszűkebb olyan halmaz, amely az alábbi tulajdonságokkal
|
||||
rendelkezik:
|
||||
|
||||
$ I \subseteq closure(I) $ ha $ [A \rightarrow \alpha.B\gamma,a] \in closure(I) $,
|
||||
|
||||
és $ B \rightarrow \beta $ a grammatika egy szabálya,
|
||||
akkor $ \forall b \in FIRST1(\gamma{}a) $ esetén $ [B \rightarrow .\beta,b] \in closure(I) $
|
||||
|
||||
|
||||
\paragraph{Read/olvasás}
|
||||
Ha $ I $ a grammatika egy $ LR(1) $ elemhalmaza, $ X $ pedig terminális vagy nemterminális szimbóluma, akkor $ read(I, X) $ a legszűkebb olyan halmaz, amely az alábbi tulajdonsággal rendelkezik:
|
||||
|
||||
Ha $ [A \rightarrow \alpha. X\beta,a] \in I $, akkor $ closure([ A \rightarrow \alpha X.\beta,a]) \subseteq read(I, X) $.
|
||||
|
||||
|
||||
\paragraph{LR(1) kanonikus halmazok ($ I_n $)}
|
||||
\begin{itemize}
|
||||
\item
|
||||
$ closure([S' \rightarrow .S, \#]) $ a grammatika egy kanonikus halmaza.
|
||||
\item
|
||||
Ha $ I $ a grammatika egy kanonikus elemhalmaza, $ X $ egy terminális vagy nemterminális szimbóluma, és $ read(I, X) $ nem üres, akkor $ read(I, X) $ is a grammatika egy kanonikus halmaza.
|
||||
\item
|
||||
Az első két szabállyal az összes kanonikus halmaz előáll.
|
||||
\end{itemize}
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
\subsection{Szemantikus elemző}
|
||||
|
||||
|
||||
A szemantikus elemzés jellemzően a környezetfüggő ellenőrzéseket
|
||||
valósítja meg.
|
||||
|
||||
%Dévai diáiról
|
||||
\begin{itemize}
|
||||
\item
|
||||
deklarációk kezelése: változók, függvények, eljárások, operátorok, típusok
|
||||
\item
|
||||
láthatósági szabályok
|
||||
\item
|
||||
aritmetikai ellenőrzések
|
||||
\item
|
||||
a program szintaxisának környezetfüggő részei
|
||||
\item
|
||||
típusellenőrzés
|
||||
\item
|
||||
stb.
|
||||
\end{itemize}
|
||||
|
||||
|
||||
A szemantikus elemzéshez ki kell egészítenünk a grammatikát. Rendeljünk a szimbólumokhoz attribútumokat és a szabályokhoz akciókat! Egy adott szabályhoz tartozó feltételek csak a szabályban előforduló attribútumoktól függhetnek. (Ha egy feltétel nem teljesül, akkor szemantikus hibát kell jelezni!). A szemantikus rutinok csak annak a szabálynak az attribútumait használhatják és számíthatják ki, amelyikhez az őket reprezentáló akciószimbólum tartozik. Minden szintaxisfában minden attribútumértéket pontosan egy
|
||||
szemantikus rutin határozhat meg. Az így létrejövő nyelvtant \textit{attribútum fordítási grammatikának} (ATG) hívjuk.
|
||||
|
||||
A \textit{jól definiált attribútum fordítási grammatika}, olyan attribútum fordítási grammatika, amelyre igaz, hogy a grammatika által definiált nyelv mondataihoz tartozó minden szintaxisfában minden attribútum értéke egyértelműen kiszámítható.
|
||||
|
||||
Egy attribútumot kétféleképpen lehet meghatározni:
|
||||
|
||||
\paragraph{Szintézissel} a szintaxisfában alulról felfelé terjed az információ, egy szülő attribútumát a gyerekekből számoljuk. Kitüntetettnek hívjuk azokat az attribútumokat, melyeket a lexikális elemző szolgáltat.
|
||||
|
||||
\paragraph{Öröklődéssel} a szintaxisfában felülről lefelé terjed az információ. A gyerekek attribútumait a szülőé határozza meg.
|
||||
|
||||
Az \textit{L-ATG} olyan attribútum fordítási grammatika, amelyben minden
|
||||
$ A \rightarrow X_1X_2 . . . X_n $szabályban az attribútumértékek az alábbi sorrendben meghatározhatók:
|
||||
|
||||
\begin{itemize}
|
||||
\item
|
||||
A örökölt attribútumai
|
||||
\item
|
||||
$ X_1 $ örökölt attribútumai
|
||||
\item
|
||||
$ X_1 $ szintetizált attribútumai
|
||||
\item
|
||||
$ X_2 $ örökölt attribútumai
|
||||
\item
|
||||
$ X_2 $ szintetizált attribútumai
|
||||
\item
|
||||
\dots
|
||||
\item
|
||||
$ X_n $ örökölt attribútumai
|
||||
\item
|
||||
$ X_n $ szintetizált attribútumai
|
||||
\item
|
||||
A szintetizált attribútumai
|
||||
\end{itemize}
|
||||
|
||||
Amennyiben a nyelvtanunk ennek eleget tesz, úgy hatékonyan meghatározható minden attribútum.
|
||||
|
||||
A szemantikus elemzéshez jellemzően szimbólumtáblát használunk, verem szerkezettel és keresőfával vagy hash-táblával. Minden blokk egy új szint a veremben, egy szimbólum keresése a verem tetejéről indul.
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
% Kódgenerálás assemblyben alapvető imperatív vezérlési szerkezetekhez.
|
||||
\section{Kódgenerálás alapvető vezérlési szerkezetekhez}
|
||||
|
||||
|
||||
A kódgenerálás feladata, hogy a szintaktikusan és szemantikusan elemzett programot tárgykóddá alakítsa. Általában szorosan összekapcsolódik a
|
||||
szemantikus elemzéssel.
|
||||
|
||||
\subsection{Értékadás}
|
||||
|
||||
assignment $ \rightarrow $ variable assignmentOperator expression
|
||||
|
||||
\begin{verbatim}
|
||||
a kifejezést az eax regiszterbe kiértékelö kód
|
||||
2 mov [Változó],eax
|
||||
\end{verbatim}
|
||||
|
||||
\subsection{Egy ágú elágazás}
|
||||
statement $ \rightarrow $ if condition then program end
|
||||
|
||||
\begin{verbatim}
|
||||
1 a feltételt az al regiszterbe kiértékelö kód
|
||||
2 cmp al,1
|
||||
3 je Then
|
||||
4 jmp Vége
|
||||
5 Then: a then-ág programjának kódja
|
||||
6 Vége:
|
||||
\end{verbatim}
|
||||
|
||||
\textit{megjegyzés: a dupla ugrásra azért van szükség, mert a feltételes ugrás hatóköre limitált.}
|
||||
|
||||
\subsection{Több ágú elágazás}
|
||||
|
||||
|
||||
statement $ \rightarrow $
|
||||
\\if $ condition_1 $ then $ program_1 $
|
||||
\\elseif $ condition_2 $ then $ program_2 $
|
||||
\\\dots
|
||||
\\elseif $ condition_n $ then $ program_n $
|
||||
\\else $ program_{n+1} $ end
|
||||
|
||||
\begin{verbatim}
|
||||
1 az 1. feltétel kiértékelése az al regiszterbe
|
||||
2 cmp al,1
|
||||
3 jne near Feltétel_2
|
||||
4 az 1. ág programjának kódja
|
||||
5 jmp Vége
|
||||
6
|
||||
...
|
||||
7 Feltétel_n: az n-edik feltétel kiértékelése az al regiszterbe
|
||||
8 cmp al,1
|
||||
9 jne near Else
|
||||
10 az n-edik ág programjának kódja
|
||||
11 jmp Vége
|
||||
12 Else: az else ág programjának kódja
|
||||
13 Vége:
|
||||
\end{verbatim}
|
||||
|
||||
\subsection{Switch-case}
|
||||
statement $ \rightarrow $ switch variable
|
||||
\\case $ value_1 $ : $ program_1 $
|
||||
\\...
|
||||
\\case $ value_n $ : $ program_n $
|
||||
|
||||
\begin{verbatim}
|
||||
1 cmp [Változó],Érték_1
|
||||
2 je near Program_1
|
||||
3 cmp [Változó],Érték_2
|
||||
4 je near Program_2
|
||||
5
|
||||
. ..
|
||||
6 cmp [Változó],Érték_n
|
||||
7 je near Program_n
|
||||
8 jmp Vége
|
||||
9 Program_1: az 1. ág programjának kódja
|
||||
10
|
||||
. ..
|
||||
11 Program_n: az n-edik ág programjának kódja
|
||||
12 Vége:
|
||||
\end{verbatim}
|
||||
|
||||
\subsection{Ciklus}
|
||||
%Ez egy vagy két szó?
|
||||
\subsubsection{Elől tesztelő}
|
||||
statement $ \rightarrow $ while condition statements end
|
||||
|
||||
\begin{verbatim}
|
||||
1 Eleje: a ciklusfeltétel kiértékelése az al regiszterbe
|
||||
2 cmp al,1
|
||||
3 jne near Vége
|
||||
4 a ciklusmag programjának kódja
|
||||
5 jmp Eleje
|
||||
6 Vége:
|
||||
\end{verbatim}
|
||||
|
||||
|
||||
%Ez egy vagy két szó?
|
||||
\subsubsection{Hátul tesztelő}
|
||||
statement $ \rightarrow $ loop statements while condition
|
||||
|
||||
|
||||
\begin{verbatim}
|
||||
1 Eleje: a ciklusmag programjának kódja
|
||||
2 a ciklusfeltétel kiértékelése az al regiszterbe
|
||||
3 cmp al,1
|
||||
4 je near Eleje
|
||||
\end{verbatim}
|
||||
|
||||
\subsubsection{For ciklus}
|
||||
|
||||
statement $ \rightarrow $ for variable from $ value_1 $ to $ value_2 $ statements end
|
||||
|
||||
|
||||
\begin{verbatim}
|
||||
1 a "from" érték kiszámítása a [Változó] memóriahelyre
|
||||
2 Eleje: a "to" érték kiszámítása az eax regiszterbe
|
||||
3 cmp [Változó],eax
|
||||
4 ja near Vége
|
||||
5 a ciklusmag kódja
|
||||
6 inc [Változó]
|
||||
7 jmp Eleje
|
||||
8 Vége:
|
||||
\end{verbatim}
|
||||
|
||||
\subsection{Statikus változók}
|
||||
|
||||
Kezdőérték nélküli változódefiníció fordítása:
|
||||
\begin{verbatim}
|
||||
section .bss
|
||||
; a korábban definiált változók...
|
||||
Lab12: resd 1 ; 1 x 4 bájtnyi terület
|
||||
\end{verbatim}
|
||||
|
||||
|
||||
Kezdőértékkel adott változódefiníció fordítása:
|
||||
\begin{verbatim}
|
||||
section .data
|
||||
; a korábban definiált változók...
|
||||
Lab12: dd 5 ; 4 bájton tárolva az 5-ös érték
|
||||
\end{verbatim}
|
||||
|
||||
\subsection{Logikai kifejezések}
|
||||
|
||||
\subsubsection{kifejezés1 $ < $ kifejezés2 }
|
||||
|
||||
\begin{verbatim}
|
||||
; a 2. kifejezés kiértékelése az eax regiszterbe
|
||||
push eax
|
||||
; az 1. kifejezés kiértékelése az eax regiszterbe
|
||||
pop ebx
|
||||
cmp eax,ebx
|
||||
jb Kisebb
|
||||
mov al,0 ; hamis
|
||||
jmp Vége
|
||||
Kisebb:
|
||||
mov al,1 ; igaz
|
||||
Vége:
|
||||
\end{verbatim}
|
||||
|
||||
\subsubsection{kifejezés1 $ \lbrace $ és, vagy, nem, kizáróvagy $ \rbrace $ kifejezés2 }
|
||||
|
||||
\begin{verbatim}
|
||||
; a 2. kifejezés kiértékelése az al regiszterbe
|
||||
push ax ; nem lehet 1 bájtot a verembe tenni!
|
||||
; az 1. kifejezés kiértékelése az al regiszterbe
|
||||
pop bx ; bx-nek a bl részében van,
|
||||
; ami nekünk fontos
|
||||
and al,bl
|
||||
\end{verbatim}
|
||||
|
||||
\subsubsection{ lusta "és" kiértékelés }
|
||||
|
||||
\begin{verbatim}
|
||||
; az 1. kifejezés kiértékelése az al regiszterbe
|
||||
cmp al,0
|
||||
je Vége
|
||||
push ax
|
||||
; a 2. kifejezés kiértékelése az al regiszterbe
|
||||
mov bl,al
|
||||
pop ax
|
||||
and al,bl
|
||||
Vége:
|
||||
\end{verbatim}
|
||||
|
||||
|
||||
\subsubsection{ Alprogramok megvalósítása }
|
||||
|
||||
|
||||
\begin{verbatim}
|
||||
; az 1. kifejezés kiértékelése az al regiszterbe
|
||||
cmp al,0
|
||||
je Vége
|
||||
push ax
|
||||
; a 2. kifejezés kiértékelése az al regiszterbe
|
||||
mov bl,al
|
||||
pop ax
|
||||
and al,bl
|
||||
Vége:
|
||||
\end{verbatim}
|
||||
|
||||
\subsubsection{ Alprogramok hívása }
|
||||
|
||||
\begin{verbatim}
|
||||
Alprogramok sémája
|
||||
; utolsó paraméter kiértékelése eax-be
|
||||
push eax
|
||||
; ...
|
||||
; 1. paraméter kiértékelése eax-be
|
||||
push eax
|
||||
call alprogram
|
||||
add esp,’a paraméterek összhossza’
|
||||
\end{verbatim}
|
||||
|
||||
\section{Kódoptimalizáló}
|
||||
|
||||
Az optimalizálás feladata, hogy a keletkezett kód kisebb és gyorsabb legyen, úgy hogy a futás eredménye nem változik. A gyorsaság és a tömörség gyakran ellentmondanak egymásnak, és az egyik csak a másik rovására lehet javítani. Általában három lépésben szokás elvégezni:
|
||||
|
||||
\begin{itemize}
|
||||
\item
|
||||
Optimalizálási lépések végrehajtása az eredeti programon (vagy annak egyszerűsített változatán)
|
||||
\item
|
||||
Kódgenerálás
|
||||
\item
|
||||
Gépfüggő optimalizálás végrehajtása a generált kódon
|
||||
\end{itemize}
|
||||
|
||||
\subsection{Lokális optimalizáció}
|
||||
|
||||
Egy programban egymást követő utasítások sorozatát \textit{alapblokknak} nevezzük, ha az első utasítás kivételével egyik utasítására sem lehet távolról átadni a vezérlést (assembly programokban: ahová a jmp, call, ret utasítások "ugranak"; magas szintű nyelvekben: eljárások, ciklusok eleje, elágazások ágainak első utasítása, goto utasítások célpontjai). Az utolsó utasítás kivételével nincs benne vezérlés-átadó utasítás (assembly programban: jmp, call, ret magas szintű nyelvekben: elágazás vége, ciklus vége, eljárás vége, goto). Az utasítás-sorozat nem bővíthető a fenti két szabály megsértése nélkül.
|
||||
|
||||
Ha az optimalizálás az alapblokkok keretein belül történik, akkor garantált, hogy az átalakításnak nincs mellékhatása. Ez a \textit{lokális optimalizálás}.
|
||||
|
||||
\paragraph{Ablakoptimalizálás}
|
||||
Ez egy módszer a lokális optimalizálás egyes fajtáihoz. Egyszerre csak egy néhány utasításnyi részt vizsgálunk a kódból. A vizsgált részt előre megadott mintákkal hasonlítjuk össze. Ha illeszkedik, akkor a mintához megadott szabály szerint átalakítjuk ezt az "ablakot" végigcsúsztatjuk a programon. Az átalakítások megadása:
|
||||
\begin{center}
|
||||
$ \lbrace$ minta $ \rightarrow $ helyettesítés $\rbrace$ szabályhalmazzal
|
||||
(a mintában lehet paramétereket is használni)
|
||||
\end{center}
|
||||
|
||||
Példák:
|
||||
\begin{itemize}
|
||||
\item
|
||||
felesleges műveletek törlése: nulla hozzáadása vagy kivonása
|
||||
\item
|
||||
egyszerűsítések: nullával szorzás helyett a regiszter törlése
|
||||
\item
|
||||
regiszterbe töltés és ugyanoda visszaírás esetén a visszaírás elhagyható
|
||||
\item
|
||||
utasításismétlések törlése: ha lehetséges, az ismétlések törlése
|
||||
\end{itemize}
|
||||
|
||||
|
||||
\subsection{Globális optimalizáció}
|
||||
A teljes program szerkezetét meg kell vizsgálni. Ennek módszere az adatáram-analízis:
|
||||
\begin{itemize}
|
||||
\item
|
||||
Mely változók értékeit számolja ki egy adott alapblokk?
|
||||
\item
|
||||
Mely változók értékeit melyik alapblokk használja fel?
|
||||
\end{itemize}
|
||||
|
||||
|
||||
Ez lehetővé teszi az azonos kifejezések többszöri kiszámításának kiküszöbölését akkor is, ha különböző alapblokkokban szerepelnek; valamint a konstansok és változók továbbterjesztését alapblokkok között is elágazások, ciklusok optimalizálását.
|
||||
|
||||
% kell ide példa? tudok szerezni de nem hiszem hogy annyira fontos lenne
|
||||
|
||||
\section{A szekvenciális és párhuzamos/elosztott végrehajtás összehasonlítása}
|
||||
|
||||
\subsection{Szekvenciális végrehajtás:}
|
||||
|
||||
Ilyenkor a végrehajtás egy processzoron történik. Minden művelet atomi. Egy inputhoz egy output tartozik. Két szekvenciális program ekvivalens, ha ezek a párosok megegyeznek. Nem használja fel az összes rendelkezésre álló erőforrást.
|
||||
|
||||
|
||||
\subsection{Párhuzamos végrehajtás:}
|
||||
|
||||
Több processzoron hajtódik végre a program. A párhuzamos folyamatok egymással kommunikálva, szinkronban oldják meg az adott problémát. A konkurens program szétbontható elemi szekvenciális programokra, ezek a folyamatok. A folyamatok használhatnak közös erőforrásokat: pl. változók, adattípus objektumok, kommunikációs csatornák.
|
||||
|
||||
A kommunikációt általában kétféleképpen szokták megvalósítani.
|
||||
\paragraph{Osztott memóriával.} Ekkor szinkronizálni kell, hogy ki mikor fér hozzá, hogy ne legyen ütközés.
|
||||
|
||||
\paragraph{Kommunikációs csatornával.} Garantálni kell, hogy ha egy folyamat üzenetet küld egy másiknak, akkor az meg is kapja azt, és jelezzen is vissza. Ügyelni kell, nehogy deadlock alakuljon ki.
|
||||
|
||||
\end{document}
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
Reference in New Issue
Block a user