CHILL: Eine moderne Programmiersprache für die Systemtechnik

ISBN-13: 9783540116318 / Niemiecki / Miękka / 1982 / 194 str.

Werner Sammer;H. Schwärtzel

Opis

Im November 1980 verabschiedete das Comite Consultatif International Telegraphique et TeIephonique (CCITT), ein Ausschuss der Internationalen Fernmeldunion, die Sprache CHILL (CCITT High Level Language) als Standard programmiersprache fur rechnergesteuerte Vermittlungssysteme. Damit war ein modernes Sprachkonzept - ahnlich PASCAL oder MO DU LA - fur Systementwicklungen der Kommunikationstechnik festge schrieben. CHILL berucksichtigt alle ublichen Anforderungen an hohe re Programmiersprachen. Insbesondere sind durchgangig Typ-, Block-, Mo dul-und Prozesskonzepte realisiert. Somit erfullt CHILL nicht nur die Be dingungen der Vermittlungstechnik. Es ist auch eine tragfahige Basis fur alle Programmieraufgaben. Dank des Sprachkonzeptes konnen vom Compiler bereits zur Ubersetzungszeit folgende Prufungen vorgenommen werden: - Kontrolle der Vertraglichkeit von Operationen mit Operanden, - Kontrolle der Schnittstellen bei Prozeduren und Moduln, - Kontrolle des Steuerflusses. Durch die genannten Konzepte wird die "Trickprogrammierung" verhin dert. Durch sie ist die Transparenz der in CHILL formulierten Programme wesentlich besser als die vergleichbarer Programme, welche in den problem orientierten Sprachen FORTRAN, COBOL oder PL/1 oder gar in Assem blersprachen geschrieben sind. Nach einer kurzen Einfuhrung in Entstehungsgeschichte und Anwen dungsgebiete von CHILL wird in diesem Buch ausfuhrlich auf das Sprach konzept und den Sprachumfang eingegangen. Damit wird allen interessier ten Informatikern und Nachrichtentechnikern ein Einblick in die Mog lichkeiten dieser modernsten und genormten Programmiersprache gegeben."

Spis treści

1 Entstehungsgeschichte und Anwendungsgebiete von CHILL.- 1.1 Einleitung.- 1.2 Historie.- 1.3 Anwendungsgebiete.- 2 Sprachkonzept und Sprachumfang.- 2.1 Überblick.- 2.1.1 Anforderungen an die Sprache.- 2.1.2 Grundbegriffe.- 2.1.3 Vereinbarungen.- 2.1.3.1 Einfache Modes.- 2.1.3.2 Komplexe Modes.- 2.1.3.3 Zeiger-Modes.- 2.1.3.4 Variablen.- 2.1.3.5 Konstanten.- 2.1.3.6 Prozeduren.- 2.1.3.7 Modulschnittstellen.- 2.1.4 Verarbeitungsteil.- 2.1.4.1 Einfache Aktionen.- 2.1.4.2 Zusammengesetzte Aktionen.- 2.1.5 Parallele Prozesse und Synchronisations-Modes.- 2.1.6 Ausnahmebehandlung (Exception Handling).- 2.2 Elemente von CHILL.- 2.2.1 Darstellung der Syntax.- 2.2.2 Zeichensatz.- 2.2.3 Lexikalische Einheiten.- 2.3 Programmaufbau.- 2.4 Sequentieller Teil.- 2.4.1 Vereinbarungsteil.- 2.4.1.1 Definitionen.- 2.4.1.2 Symbolische Konstanten (SYN).- 2.4.1.3 Mode-Erkärungen.- 2.4.1.4 Variablenerklärung.- 2.4.1.5 Modes.- 2.4.2 Verarbeitungsteil.- 2.4.2.1 Prozeduren.- 2.4.2.2 Operatoren.- 2.4.2.3 Ausdrücke.- 2.4.2.4 Aktionsanweisungen.- 2.4.3 Spezielle Ein-/Ausgabe-Elemente.- 2.4.4 Ausnahmebehandlung (Exception Handling).- 2.5 Sprachkonstrukte für konkurrierende Prozesse.- 2.5.1 ProzeBerklärung.- 2.5.2 Prozeßinkarnierung.- 2.5.3 Interprozeßkommunikation.- 2.5.3.1 Gemeinsame Datenbereiche.- 2.5.3.2 Aktionen.- 2.5.4 ProzeBsynchronisation.- 2.5.4.1 Implizite Synchronisation.- 2.5.4.2 Explizite Synchronisation.- 2.5.5 Prozeßidentifikation und Signalisierung.- 2.6 CHILL im Vergleich zu anderen Sprachen.- 2.6.1 Spezielle Sprachen der Vermittlungstechnik.- 2.6.2 Moderne höhere Programmiersprachen.- 3 Aspekte der Compilerimplementierung.- 3.1 Implementierungsaspekte für einen CHILL-Compiler.- 3.1.1 Compileraufbau.- 3.1.2 Implementierungstechnik.- 3.2 Entwicklungs- und Strukturprinzipien für einen CHILL-Parser.- 3.2.1 Die lexikalische Analyse.- 3.2.2 Die syntaktische Analyse.- 3.2.3 Die Tabellenverwaltung.- 3.2.4 Die semantische Analyse.- 3.2.5 Die Zwischencodegenerierung.- 3.2.6 Die Fehlerbehandlung.- 3.2.7 Aufbau des Ein-/Ausgabe-Systems des CHILL-Parsers.- 3.3 Auswirkungen des Konzeptes der Daten-Modes.- 3.3.1 Arten der üblichen Mode-Äquivalenz.- 3.3.2 Mode-Äquivalenz in CHILL.- 3.3.3 Maschinenunabhängigkeit von Daten-Modes.- 3.4 Konzept der separaten Compilation.- 3.4.1 Modulkonzept und Sichtbarkeit.- 3.4.1.1 Modulstruktur von CHILL-Programmen.- 3.4.1.2 Lebensdauer, Sichtbarkeit.- 3.4.1.3 Erweiterung der Sichtbarkeit.- 3.4.1.4 Programmieren in Datenabstraktionen.- 3.4.2 Separate Compilation von Moduln.- 3.4.2.1 Schnittstellenprüfung.- 3.4.2.2 Erzeugung des Objektprogramms.- 3.4.2.3 Recompilation, Versionenkontrolle.- 3.4.2.4 Übersetzungsreihenfolge, zyklisches Exportieren und Importieren.- 3.4.2.5 Auswirkungen der separaten Compilation auf die Programmentwicklung.- 3.4.3 Implementierungsgesichtspunkte.- 3.4.3.1 Projektbibliothek.- 3.4.3.2 Schnittstelle zwischen Parser und Codegeneratoren.- 3.4.4 Bemerkungen zur separaten Compilation.- 3.5 Problematik der Initialisierung.- 3.5.1 Möglichkeiten der Initialisierung.- 3.5.2 Datensegment.- 3.5.3 Analyse der Compile-Zeit-Ausdrücke.- 3.5.4 Der ELSE-Fall.- 3.6 Die CHILL-Zwischensprache.- 3.6.1 Konzepte von Zwischensprachen.- 3.6.2 Die Stackmaschine.- 3.6.2.1 Speicherverwaltung für lokale Variablen und Parameter.- 3.6.2.2 Berechnung von Ausdrücken.- 3.6.2.3 Daten-Modes.- 3.6.2.4 Befehlssatz.- 3.6.3 Befehlsliste der Stackmaschine.- 3.7 Codegenerierung.- 3.7.1 Zwischensprachen und Codegenerierung.- 3.7.1.1 Codegenerierung aus Zwischensprachen auf Basis hypothetischer Maschinen.- 3.7.1.2 Codegenerierung aus Zwischensprachen auf Basis attributierter Strukturbäume.- 3.7.1.3 Ein Modell zur Codegenerierung aus attributierten Strukturbäumen.- 3.7.2 Codegenerierung und Maschinensprachen.- 3.8 Struktur der CHILL-Codegeneratoren.- 3.8.1 Modell der Codegenerierung.- 3.8.2 Schnittstelle zum Parser.- 3.8.3 Schnittstelle zur Zielmaschine.- 3.8.3.1 Maschinencodesegmente.- 3.8.3.2 Speicherorganisation.- 3.8.3.3 Schnittstelle zu Betriebssystemen.- 3.8.4 Ablauf der Codegenerierung.- 3.8.5 Registerkonventionen.- 3.8.6 Prozeduraufruf und Beendigung von Prozeduren.- 3.8.6.1 Aufruf von Prozeduren.- 3.8.6.2 Beendigung von Prozeduren.- 3.8.6.3 Funktionsprozeduren.- 3.8.7 Adressierung.- 3.8.7.1 Adressierung von Variablen im Stack.- 3.8.7.2 Adressierung von Daten im Datensegment und Konstantenpool.- 3.9 Codegenerierung und Optimierung.- 3.9.1 Codegenerierung für ein CHILL-Statement zur Bearbeitung von Ausdrücken und Zuweisungen.- 3.9.2 Optimierung von CHILL-Befehlssequenzen.- 3.9.2.1 Vermeiden von Ladebefehlen.- 3.9.2.2 Vermeiden von Speicherbefehlen.- 3.9.2.3 Konstantenverwaltung.- 3.9.3 Erweiterung des Optimierungsbereichs.- 3.9.4 Verarbeitung der Sprünge.- 3.9.5 Weitere Maßnahmen zur Optimierung.- 3.9.5.1 Maßnahmen zur Optimierung der FOR- und WHILE-Schleife.- 3.9.5.2 Eliminieren von nicht erreichbarem Code.- 3.9.5.3 Objektcode-Optimierung (Peephole Optimization).- 3.10 Interaktive Testhilfe.- 3.10.1 Anforderungen an das Testsystem.- 3.10.2 Konzepte für das Testsystem.- 3.10.3 Die Siemens-CHILL-Testhilfe IDS.- 3.10.4 Konsequenzen für die Compilerentwicklung.- 4 Ausblicke und Konzeptionen.- 4.1 CHILL als Implementierungssprache für moderne Betriebssysteme.- 4.1.1 Prinzipien von Betriebssystemen.- 4.1.2 Konzeptionelle Grundlagen moderner Betriebssysteme.- 4.1.3 Systemimplementierung in CHILL.- 4.1.3.1 Stabilität.- 4.1.3.2 Transparenz.- 4.1.3.3 Flexibilität.- 4.1.3.4 Effizienz.- 4.2 CHILL-orientierte Hardwarekonzepte.- 4.2.1 Architektur einer CHILL-Maschine.- 4.2.2 Realisierung einer CHILL-Maschine.- 4.2.2.1 Interner und externer Stack.- 4.2.2.2 Speichersteuerung.- 4.2.2.3 Manipulation von Bits.- 4.2.2.4 Blockschaltbild des CHILL-Prozessors.- 4.2.3 Leistungsmerkmale.- 4.2.3.1 Technische Daten.- 4.2.3.2 Auslastung von Prozessorteilen.- 4.2.3.3 Statistik der Zwischensprachbefehle.- 4.2.3.4 Vergleich mit anderen Prozessoren.- 4.3 Perspektiven zur Programmierumgebung.- 4.3.1 Aufgabe einer CHIPSE.- 4.3.1.1 Phasen der Softwareentwicklung.- 4.3.1.2 Anforderungen an eine CHIPSE.- 4.3.2 Aufbau einer CHIPSE.- 4.3.2.1 Host-Target-Prinzip.- 4.3.2.2 Schichtenmodell.- 4.3.3 Komponenten einer CHIPSE.- 4.3.3.1 Datenbank.- 4.3.3.2 Werkzeuge.