Сборка программ. Объектный модуль
Сборка программ
В предыдущем разделе шла речь о типах исполняемых модулей, но не говорилось ни слова о том, каким образом эти модули получаются. Вообще говоря, способ получения загружаемого модуля различен в различных ОС, но в настоящее время во всех широко распространенных системах этот процесс выглядит примерно одинаково. Это связано, прежде всего, с тем, что эти системы используют одни и те же языковые процессоры.
Объектный модуль
Объектный модуль отчасти похож по структуре на перемещаемый загрузочный модуль. Действительно, мы, как правило, не знаем, в каком месте готовой программы окажутся объекты, определенные в нашем модуле. Объект в данном случае означает любую сущность, обладающую адресом. Поэтому объектный модуль должен содержать структуру данных, похожую на таблицу перемещений в загрузочном модуле.
Типичный объектный модуль содержит следующие структуры данных:
1)таблицу перемещений, т.е. таблицу ссылок на перемещаемые объекты внутри модуля
2)таблицу ссылок на внешние объекты. Иногда это называется таблицей или списком импорта
3)таблицу объектов, определенных здесь, на которые можно ссылаться из других модулей. Иногда ее называют списком экспорта. Иногда эту таблицу объединяют с предыдущей и называют все это таблицей глобальных символов. В этом случае для каждого символа приходится указывать, определен он в данном модуле или нет, а если определен, то как
4)различную служебную информацию, такую, как имя модуля, программу, которая его создала
6)собственно код и данные модуля.
Сборка программ. Библиотеки объектных модулей.
Сборка программ
В предыдущем разделе шла речь о типах исполняемых модулей, но не говорилось ни слова о том, каким образом эти модули получаются. Вообще говоря, способ получения загружаемого модуля различен в различных ОС, но в настоящее время во всех широко распространенных системах этот процесс выглядит примерно одинаково. Это связано, прежде всего, с тем, что эти системы используют одни и те же языковые процессоры.
Библиотеки объектных модулей
Библиотека, как правило, представляет последовательный файл, состоящий из заголовка, за которым последовательно уложены объектные модули. В заголовке содержится следующая информация:
1)Список всех объектных модулей, со смещением каждого модуля от начала библиотеки. Это нужно для того, чтобы можно было легко найти требуемый модуль.
2)Список всех глобальных символов, определенных в каждом из модулей, с указанием, в каком именно модуле он был определен.
3)Линкер обычно собирает в программу все объектные модули, которые были ему заданы в командной строке, даже если на этот модуль не было ни одной ссылки. С библиотечными модулями он ведет себя несколько иначе.
Во многих современных системах с виртуальной памятью существует понятие разделяемой библиотеки. С точки зрения линкера она отличается от обычной тем, что он всегда обязан настраивать ее на одни и те же виртуальные адреса, и не имеет права производить перенастройку самого кода библиотеки. Кроме того, этот код хранится вовсе не в загружаемом модуле, а в отдельном файле. Часто этот файл представляет собой загружаемый модуль специальной структуры. Все программы, использующие такую библиотеку, в действительности работают с одной копией ее кода, но каждая из них создает свою копию ее данных. Это достаточно сильно экономит память и дисковое пространство, используемое для хpанения пpогpамм, особенно в случае больших библиотек.
Дата добавления: 2018-05-09 ; просмотров: 960 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Объектный файл
Обье́ктный мо́дуль (также — объектный файл, англ. object file ) — файл с промежуточным представлением отдельного модуля программы, полученный в результате обработки исходного кода компилятором. Объектный файл содержит в себе особым образом подготовленный код (часто называемый бинарным), который может быть объединён с другими объектными файлами при помощи редактора связей (компоновщика) для получения готового исполнимого модуля либо библиотеки.
Объектные файлы представляют собой блоки машинного кода и данных, с неопределенными адресами ссылок на данные и процедуры в других объектных модулях, а также список своих процедур и данных. Компоновщик собирает код и данные каждого объектного модуля в итоговую программу, вычисляет и заполняет адреса перекрестных ссылок между модулями. Также в процессе компоновки происходит связывание программы со статическими и динамическими библиотеками (являющихся архивами объектных файлов).
См. также
Смотреть что такое «Объектный файл» в других словарях:
Объектный модуль — (также объектный файл, англ. object file) файл с промежуточным представлением отдельного модуля программы, полученный в результате обработки исходного кода компилятором. Объектный файл содержит в себе особым образом подготовленный код (часто … Википедия
Объектный Си — Objective C Класс языка: объектно ориентированный, мультипарадигмальный: рефлексивно ориентированный Появился в: 1986 г. Автор(ы): Типизация данных: строгая полиморфная, статическая Основные реализации: Apple gcc Испытал … Википедия
Список расширений имени файла/A — / * A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z Примечание: Поскольку расширение имени файла может быть любым, представленный список не является полным … Википедия
Метаобъектный компилятор — Эта статья предлагается к удалению. Пояснение причин и соответствующее обсуждение вы можете найти на странице Википедия:К удалению/25 июня 2012. Пока процесс обсуждения … Википедия
DICOM — (англ. Digital Imaging and Communications in Medicine) отраслевой стандарт создания, хранения, передачи и визуализации медицинских изображений и документов обследованных пациентов. Содержание 1 DICOM Standard 2 DICOM File 3 DICOM… … Википедия
D (язык программирования) — У этого термина существуют и другие значения, см. D. D Семантика: мультипарадигменный: императивное, объектно ориентированное, обобщённое программирование Тип исполнения: компилятор Появился в: 1999 Автор(ы) … Википедия
Компиляция — в программировании перевод программы с языка высокого уровня в машинный язык. Результатом компиляции является объектный файл с необходимыми внешними ссылками для компоновщика. См. также: Трансляторы Финансовый словарь Финам … Финансовый словарь
Дизассемблер — транслятор, преобразующий машинный код, объектный файл или библиотечные модули в текст программы на языке ассемблера. По режиму работы с пользователем делятся на Автоматические Интерактивные Примером автоматических дизассемблеров может служить… … Википедия
Блоб — О типе данных в БД см. BLOB. Блоб (от англ. binary linked object объект двоичной компоновки) объектный файл без публично доступных исходных кодов, загружаемый в ядро операционной системы. Обычно этот термин применяется только по… … Википедия
Загружаемый модуль ядра — (loadable kernel module, LKM) в информатике объектный файл, содержащий код, расширяющий возможности ядра операционной системы. Модули используются, чтобы добавить поддержку нового оборудования или файловых систем или для добавления… … Википедия
Объектный модуль
Объе́ктный мо́дуль (также — объектный файл, англ. object file ) — файл с промежуточным представлением отдельного модуля программы, полученный в результате обработки исходного кода компилятором. Объектный файл содержит в себе особым образом подготовленный код (часто называемый бинарным), который может быть объединён с другими объектными файлами при помощи редактора связей (компоновщика) для получения готового исполнимого модуля, либо библиотеки.
Объектные файлы представляют собой блоки машинного кода и данных, с неопределенными адресами ссылок на данные и процедуры в других объектных модулях, а также список своих процедур и данных. Компоновщик собирает код и данные каждого объектного модуля в итоговую программу, вычисляет и заполняет адреса перекрестных ссылок между модулями. Связывание со статическими библиотеками выполняется редактором связей или компоновщиком (который может представлять собой отдельную программу или быть частью компилятора), а с операционной системой и динамическими библиотеками связывание выполняется при исполнении программы после ее загрузки в память.
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Объектный модуль» в других словарях:
Объектный модуль — согласно ГОСТ 19781 90 программный модуль, получаемый в результате трансляции исходного модуля. Объектный модуль программа на машинном языке с неразрешенными внешними ссылками. См. также: Программные модули Финансовый словарь Финам … Финансовый словарь
объектный модуль — Программный модуль, получаемый в результате компиляции исходного модуля. Примечание Объектный модуль обычно полностью готов к редактированию связей. [ГОСТ 19781 90] Тематики обеспеч. систем обраб. информ. программное EN object module … Справочник технического переводчика
Объектный модуль — 17. Объектный модуль Object module Программный модуль, получаемый в результате компиляции исходного модуля. Примечание. Объектный модуль обычно полностью готов к редактированию связей Источник: ГОСТ 19781 90: Обеспечение систем обработки… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Модуль — (от лат. modulus «маленькая мера»): В Викисловаре есть статья «модуль» Мо … Википедия
Модуль (значения) — Модуль (от лат. modulus «маленькая мера») составная часть, отделимая или хотя бы мысленно выделяемая из общего. Модульной обычно называют вещь, состоящую из чётко выраженных частей, которые нередко можно убирать или добавлять, не разрушая вещь… … Википедия
Модуль объектный — 17 76 Источник: ГОСТ 19781 90: Обеспечение систем обработки информации программное. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
конечный модуль — выходной модуль рабочий модуль объектный модуль — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом Синонимы выходной модульрабочий модульобъектный модуль EN… … Справочник технического переводчика
Загружаемый модуль ядра — (loadable kernel module, LKM) в информатике объектный файл, содержащий код, расширяющий возможности ядра операционной системы. Модули используются, чтобы добавить поддержку нового оборудования или файловых систем или для добавления… … Википедия
ГОСТ 19781-90: Обеспечение систем обработки информации программное. Термины и определения — Терминология ГОСТ 19781 90: Обеспечение систем обработки информации программное. Термины и определения оригинал документа: 9. Абсолютная программа Non relocatable program Программа на машинном языке, выполнение которой зависит от ее… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Что такое объектный модуль
Язык программирования — это способ записи программ решения различных задач на компьютере в понятной для компьютера форме.
Процессор компьютера непосредственно понимает язык машинных команд.
Программы на таких языках программисты писали лишь для самых первых ламповых машин — ЭВМ первого поколения.
Программирование на языке машинных команд — дело непростое. Программист должен знать числовые коды всех машинных команд, должен сам распределять память под команды программы и данные.
Эволюция языков программирования
В 1950-х гг. появляются первые средства автоматизации программирования — языки Автокоды. Позднее для языков этого уровня стало применяться название «Ассемблеры».
Появление языков типа Ассемблер облегчило участь программистов.
Переменные величины стали изображаться символическими именами. Числовые коды операций заменились на мнемонические (словесные) обозначения, которые легче запомнить.
Язык программирования стал понятнее для человека, но при этом удалился от языка машинных команд.
Чтобы компьютер мог исполнять программы на Ассемблере, потребовался специальный переводчик — транслятор. Транслятор — это системная программа, переводящая текст программы на Ассемблере в текст эквивалентной программы на язык машинных команд.
Компьютер, оснащенный транслятором с Ассемблера, понимает Ассемблер. В этом случае можно говорить о псевдо-ЭВМ (аппаратура плюс транслятор с Ассемблера), языком которой является Ассемблер.
Языки типа Ассемблер являются машинно-ориентированными, т.е. они настроены на структуру машинных команд конкретного компьютера. Разные компьютеры с разными типами процессоров имеют разный Ассемблер.
Классификация языков программирования.
Язык машинных команд и ассемблер являются языками низкого уровня.
Язык низкого уровня – это язык программирования, предназначенный для определенного типа компьютера и отражающий его внутренний машинный код; языки низкого уровня часто называют машинно-ориентированными языками. Их сложно конвертировать для использования на компьютерах с разными центральными процессорами, а также довольно сложно изучать, поскольку для этого требуется хорошо знать внутренние принципы работы компьютера.
Помучавшись с языками низкого уровня человечество придумало языки высокого уровня.
Язык высокого уровня – это язык программирования, предназначенный для программиста; он не зависит от внутренних машинных кодов компьютера любого типа. Языки высокого уровня используют для решения проблем, и поэтому их часто называют проблемно-ориентированными языками. Каждая команда языка высокого уровня эквивалентна нескольким командам в машинных кодах, поэтому программы, написанные на языках высокого уровня, более компактны, чем аналогичные программы в машинных кодах.
Одна и та же программа на таком языке может быть выполнена на компьютерах разных типов, оснащенных соответствующим транслятором.
Форма записи программ на языках высокого уровня по сравнению с Ассемблером еще ближе к традиционной математической форме, к естественному языку. Языки высокого уровня легко изучаются, хорошо поддерживают структурную методику программирования.
Почитать для саморазвития.
Первыми популярными языками высокого уровня, появившимися в 1950-х гг., были Фортран, Кобол (в США) и Алгол (в Европе). Языки Фортран и Алгол были ориентированы на научно-технические расчеты математического характера. Кобол — язык для программирования экономических задач. В Коболе по сравнению с двумя другими названными языками слабее развиты математические средства, но зато хорошо развиты средства обработки текстов, организация вывода данных в форме требуемого документа. Для первых языков высокого уровня предметная ориентация языков была характерной чертой.
Большое количество языков программирования появилось в 1960—1970-х гг. А за всю историю ЭВМ их было создано более тысячи. Но распространились, выдержали испытание временем немногие. В 1965 г. в Дартмутском университете был разработан язык Бейсик. По замыслу авторов это простой язык, легко изучаемый, предназначенный для программирования несложных расчетных задач. Наибольшее распространение Бейсик получил на микроЭВМ и персональных компьютерах. На некоторых моделях школьных компьютеров программировать можно только на Бейсике.
Однако Бейсик — неструктурный язык, и потому он плохо подходит для обучения качественному программированию. Справедливости ради следует заметить, что последние версии Бейсика для ПК (например, QBasic) стали более структурными и по своим изобразительным возможностям приближаются к таким языкам, как Паскаль.
В эпоху ЭВМ третьего поколения получил большое распространение язык PL/1
Значительным событием в истории языков программирования стало создание в 1971 г. языка Паскаль. Его автор — швейцарский профессор Никлаус Вирт — разрабатывал Паскаль как учебный язык структурного программирования.
Паскаль — это не только язык и транслятор с него, но еще и операционная оболочка, обеспечивающая пользователю удобство работы. Паскаль вышел за рамки учебного предназначения и стал языком профессионального программирования с универсальными возможностями. Транслятор с Паскаля по оптимальности создаваемых им программ близок наиболее удачному в этом отношении транслятору — транслятору с Фортрана. В силу названных достоинств Паскаль стал основой нескольких других языков программирования, например, таких как Ада, Модула-2 и др.
Несмотря на хороший старт, в настоящее время Паскаль сдал свои позиции как язык коммерческой разработки. Его еще использую как учебный в некоторых вузах и техникумах, но даже тут он постепенно уступает свои позиции, как мало востребованный на рынке.
Причин этому, на мой взгляд, несколько: и плохая ценовая политика (дистрибутив Дельфи не по карману начинающим разработчикам), так и переход программистского сообщества на открытые языки (open source), во множестве появившиеся в последнее время.
Язык программирования Си (английское название — С) создавался как инструментальный язык для разработки операционных систем, трансляторов, баз данных и других системных и прикладных программ. Так же как и Паскаль, Си — это язык структурного программирования, но, в отличие от Паскаля, в нем заложены возможности непосредственного обращения к некоторым машинным командам, к определенным участкам памяти компьютера. Дальнейшее развитие Си привело к созданию языка объектно-ориентированного программирования Си++.
Еще немного для саморазвития.
Модула-2 — это еще один язык, предложенный Н.Виртом, основанный на языке Паскаль и содержащий средства для создания больших программ.
Компьютеры будущего, пятого поколения называют машинами «искусственного интеллекта». Но прототипы языков для этих машин были созданы существенно раньше их физического появления. Это языки ЛИСП и Пролог.
ЛИСП появился в 1965 г. Язык ЛИСП основан на понятии рекурсивно определенных функций. А поскольку доказано, что любой алгоритм может быть описан с помощью некоторого набора рекурсивных функций, то ЛИСП, по сути, является универсальным языком. С его помощью на компьютере можно моделировать достаточно сложные процессы, в частности интеллектуальную деятельность людей.
Язык Пролог разработан во Франции в 1972 г. также для решения проблемы «искусственного интеллекта». Пролог позволяет в формальном виде описывать различные утверждения, логику рассуждений и заставляет компьютер давать ответы на заданные вопросы.
Реализовать тот или иной язык программирования на ЭВМ — это значит создать транслятор с этого языка для данной ЭВМ (тут имеется в виду не конкретный экземпляр ЭВМ, а архитектура процессора и поддерживаемая им система команд).
Существуют два принципиально различных метода трансляции. Они называются соответственно компиляция и интерпретация. Для объяснения их различия можно предложить следующую аналогию: лектор должен выступить перед аудиторией на незнакомом ей языке.
Перевод можно организовать двумя способами:
Компиляция является аналогом полного предварительного перевода; интерпретация — аналогом синхронного перевода. Транслятор, работающий по принципу компиляции, называется компилятором; транслятор, работающий методом интерпретации, — интерпретатором.
При компиляции в память компьютера загружается программа-компилятор. Она воспринимает текст программы на языке высокого уровня как исходную информацию. После завершения компиляции получается программа на языке машинных команд. Затем в памяти остается только программа на языке машинных команд, которая выполняется, и получаются требуемые результаты.
Интерпретатор в течение всего времени работы программы находится во внутренней памяти. В ОЗУ помещается и программа на языке высокого уровня. Интерпретатор в последовательности выполнения алгоритма «читает» очередной оператор программы, переводит его в команды и тут же выполняет эти команды. Затем переходит к переводу и выполнению следующего оператора. При этом результаты предыдущих переводов в памяти не сохраняются. При повторном выполнении одной и той же команды она снова будет транслироваться. При компиляции исполнение программы разбивается на два этапа: трансляцию и выполнение. При интерпретации, поскольку трансляция и выполнение совмещены, программа на ЭВМ проходит в один этап. Однако откомпилированная программа выполняется быстрее, чем интерпретируемая.
Все это было востребовано в эпоху господства Wintel (Windows + Intel), т.е. одна ОС, одна платформа (Apple и сейчас остается нишевым продуктом), но в последние годы значительную часть рынка отвоевал Android (около 40% на 2018 год) и постепенно набирает популярность Linux, а на рынке процессоров теперь господствует архитектура ARM.
Прикладным программам стала требоваться кроссплатформенность (возможность работать под любой ОС и на любой платформе) и на фоне возросшей мощности компьютерного «железа» востребованы стали интерпретируемые языки, т.к. для обеспечения их кроссплатформенности «достаточно» сделать интерпретатор языка под нужную ОС и платформу.
А теперь посмотрим на TOP-5 самых востребованых языков программирования (критерии оценки могут быть разными, как и получившийся список, но эти чаще всего встречаются):
Как видим почти все языки интерпретируемые, объектно-ориентированные, кроссплатформенные, бесплатные (для C# начинающие программисты могут использовать Visual Studio Community Edidion или вообще сторонние IDE).
Также в современной разработке скоростью выполнения программы пренебрегают в пользу скорости разработки. Порог вхождения в разработку в этих языках в целом намного ниже, чем в Си или Паскаль.
Например, на PHP плюются все разработчики, но из-за чрезвычаной простоты языка сайты, разработанные на нем занимают до 80%.
Понятие системы программирования
Современные системы программирования обычно предоставляют пользователям мощные и удобные средства разработки программ. В них входят:
Многие системы программирования включают также средства RAD (RapidApplication Development – быстрая разработка приложений), например, простой и удобный способ разработки графического интерфейса.
Классификация систем программирования
По набору входных языков различают системы программирования одно- и многоязыковые. Отличительная черта многоязыковых систем состоит в том, что отдельные части программы можно составлять на разных языках и с помощью специальных обрабатывающих программ объединять их в готовую для исполнения на ЭВМ программу.
По структуре, уровню формализации входного языка и целевому назначению различают системы программирования машинно-ориентированные и машинно-независимые. Машинно-ориентированные системы программирования имеют входной язык, наборы операторов и изобразительные средства которых существенно зависят от особенностей ЭВМ (внутреннего языка, структуры памяти и т.д.). Машинно-ориентированные системы позволяют использовать все возможности и особенности машинно-зависимых языков:
Отладчик в системе программирования
Отладка — этап разработки компьютерной программы, на котором обнаруживают, локализуют и устраняют ошибки. Чтобы понять, где возникла ошибка, приходится:
Существуют две взаимодополняющие технологии отладки.
Отладчик помогает анализировать поведение отлаживаемой программы, обеспечивая ее трассировку, выполняя остановы в указанных точках или при заданных условиях, позволяя просмотреть текущие значения переменных, содержимое ячеек памяти, а иногда и регистров процессора, и при необходимости изменить эти значения. Отладчик является важной составной частью системы программирования.
Трассировка программы заключается в выполнении программы или ее участка, сопровождающая выводом на экран, принтер или другой регистрацией в хронологической последовательности информации о событиях, связанных с выполнением программы. Трассировка программы применяется при отладке или тестировании программы, когда программа пользователя или ее отлаживаемый участок выполняется под управлением специальной программы-трассировщика. При этом, например, можно выводить на экран или в некоторый регистрирующий файл все встретившиеся при выполнении программы помеченные операторы в той последовательности, в которой они фактически выполняются. Таким образом может отслеживаться программная логика. При трассировке программы можно контролировать и значения переменных, важных для поиска ошибки, и т.д. Информация об отладочных действиях задается трассировщику, который изменяет объектную программу в оперативной памяти, размещая в точках трассировки команды перехода на программу трассировки, выполняющую требуемую регистрацию. Более сложные трассировщики могут также изменять объектную программу,исключать и вставлять операторы, позволяя таким образом программисту в течение одного и того же прогона программы не только локализовать ошибки, но и попытаться исключить их и посмотреть на результат этого исключения.
Популярные системы программирования:
Хочу обратить внимание на Visual Studio Code — активно развивающийся, бесплатный редактор исходного кода, разработанный Microsoft для Windows, Linux и macOS. Позиционируется как «лёгкий» редактор кода для кроссплатформенной разработки веб- и облачных приложений. Включает в себя отладчик, инструменты для работы с Git, подсветку синтаксиса, IntelliSense и средства для рефакторинга. Т.е. это не полноценный IDE, но вполне подходит для разработки на PHP, JS, имеет систему плагинов, т.е. может быть добавлена поддержка и других языков.
Исходный, объектный и загрузочный модули.
Рассмотрим структуру абстрактной многоязыковой, открытой, компилирующей системы программирования и процесс разработки приложений в данной среде.
Современные системы программирования позволяют удобно переходить от одного этапа к другому. Это осуществляется в рамках так называемой интегрированной среды программирования, которая содержит в себе текстовый редактор, компилятор, компоновщик, встроенный отладчик и, в зависимости от системы или ее версии, предоставляет программисту дополнительные удобства для написания и отладки программ.
Интегрированная среда программирования.
Мы, в рамках этого курса, будем изучать программирование на языке C# (произносится как «си шарп»). «Родной» IDE для C# является Microsoft Visual Studio. Полная версия платная, но есть бесплатная версия Community Edition с урезанным функционалом, нам её достаточно.
