| Wikipedia - kopia Wikipedii, wolnej encyklopedii Forth jest językiem programowania wysokiego poziomu, lecz równocześnie należy do kategorii języków tzw. bliskich sprzętowi, czasem (potocznie) używa się określenia asemblerowy język programowania wysokiego poziomu.
[edytuj] Charakterystyka języka ForthDo cech charakterystycznych tego języka należą:
Specyfika języka sprawia, że jest to język dla specjalistów, głównie z dziedziny automatyki. Jego główne zastosowania to systemy czasu rzeczywistego i sterowanie urządzeniami. Twórcą języka jest Amerykanin Charles H. Moore, który stworzył pod koniec lat 60. pierwszą jego implementację. Program napisany w języku Forth składa się z sekwencji słów rozdzielonych separatorami (jeden ze znaków: spacja, znak o kodzie zero #0, powrót karetki #13). Słowa pamiętane są w słowniku, w którym można tworzyć podsłowniki i dowolnie je rozszerzać (aż do granic możliwości systemu komputerowego). Nowo definiowane słowa są natychmiast kompilowane i gotowe do użycia. Specyfika tego języka prowadzi do programowania od dołu do góry (od szczegółu do ogółu). [edytuj] Interpreter i kompilatorW trakcie swojego działania interpreter języka może znajdować się w jednym ze stanów:
Jeżeli system języka Forth znajduje się w stanie wykonywania, wprowadzane słowa są natychmiast interpretowane i wykonywane. Wśród słów języka Forth znajdują się słowa, tzw. kompilatory (w nomenklaturze języka Forth), standardowe (np. ":", "CONSTANT") lub zdefiniowane przez programistę, które powodują przejście systemu w stan definiowana. W tym stanie kolejne słowa są traktowane jako część definicji nowego – właśnie definiowanego – słowa, aż do napotkania słowa kończącego definicję (standardowo ";"). Taka definicja podlega kompilacji, a nowo zdefiniowane słowo umieszczone zostaje w słowniku. [edytuj] SłowaSłowa języka mogą należeć do kategorii:
[edytuj] Kompilatory[edytuj] Pojęcie kompilatora w ForthKompilatorem (w nomenklaturze języka Forth), nazywa się słowo, które powoduje przejście systemu Forth w stan definiowania, zinterpretowanie najbliższego słowa jako nazwy nowego operatora (słowa języka Forth) i w konsekwencji skompilowanie kolejnych słów zawartych w aktualnie przetwarzanej definicji według zadanych (zawartych w definicji kompilatora ) instrukcji oraz umieszczenie nowego słowa w słowniku (ewentualnie w podsłowniku). W język Forth wbudowane są standardowe kompilatory , takie między innymi jak: ":" – podstawowy kompilator operatorów, "CONSTANT" – definiowanie stałych i inne. Programista ma także możliwość definiowania własnych kompilatorów . (POTEGA 3; a -- b) : POW DUP DUP * * ; 5 POW Zdefiniowano operator bierny POW – podniesienie do 3 potęgi, który zostaje skompilowany i umieszczony w słowniku. Po tej operacji może być używany tak jak słowa standardowe. Umieszczenie na stosie liczby 5 (w stanie wykonywania) i wykonanie operatora POW powoduje umieszczenie na stosie wyniku operacji (5*5*5). [edytuj] Kompilatory standardoweJęzyk Forth posiada zdefiniowane kompilatory standardowe:
[edytuj] Definiowanie kompilatorówDefinicja nowego kompilatora ma postać:
: nazwa
<BUILDS
słowa kompilujące
DOES>
słowa wykonawcze
;
[edytuj] Instrukcje strukturalne[edytuj] WprowadzenieJęzyk Forth posiada, jak większość języków programowania wysokiego poziomu, zestaw standardowych instrukcji strukturalnych umożliwiających programowanie złożonych problemów i algorytmów. Jednak znamienną cechą języka Forth jest jego rozszerzalność przejawiająca się między innymi możliwością definiowania własnych, nowych instrukcji strukturalnych. [edytuj] Standardowe instrukcje strukturalnewarunek IF instrukcje wykonywane gdy warunek spełniony [ELSE instrukcje wykonywane gdy warunek nie spełniony] THEN | ENDIF przy czym warunek jest po prostu ciągiem instrukcji języka Forth, a operator IF bada czy na stosie jest wartość różna od zera:
: SELECT KEY 10 =
IF
+
ELSE
*
THEN ;
2 3 SELECT
przed_DO
DO
instrukcje
LOOP | +LOOP
po_LOOP
Operator DO ustala (na podstawie wartości ze stosu) dwa parametry iteracji: ograniczenie – warunek zakończenia, oraz wartość początkową. Dla słowa LOOP krok wynosi +1, dla +LOOP wartość kroku pobierana jest ze stosu, przy czym może to być wartość ujemna. Cykl wykonywany jest co najmniej jednokrotnie, gdyż sprawdzenie warunku wykonywane jest na końcu. Operator I udostępnia wartość zmiennej sterującej cyklem.
: CIAG
10 2 DO
I . 2
+LOOP ;
(wyprowadzenie liczb 2 4 6 8)
BEGIN przed_WHILE WHILE po_WHILE REPEAT Po wykonaniu przed_WHILE operator WHILE sprawdza wartość na stosie, jeżeli jest to zero to kończy instrukcję REPEAT, jeżeli nie to wykonywane jest po_WHILE a operator REPEAT powoduje skok do BEGIN i powtórzenie cyklu.
: WAINT_SP
BEGIN
KEY 32 = 0= WHILE
REPEAT
BEGIN instrukcje AGAIN [edytuj] Definiowanie własnych instrukcji strukturalnychJęzyk ten umożliwia definiowanie własnych instrukcji strukturalnych przy pomocy operatorów skoków warunkowych i bezwarunkowych 0BRANCH i BRANCH. [edytuj] Stosy w systemie języka ForthSystem języka Forth posługuje się dwoma stosami:
[edytuj] Stos parametrówStos parametrów jest to podstawowy element systemu, również dla użytkownika, na którym wykonywane są operacje. Służy przede wszystkim do przekazywania argumentów operacji i przekazywania wyników operacji (podprogramów). [edytuj] Stos powrotówStos powrotów w zasadzie pełni rolę stosu systemowego. Lista operacji podstawowych na stosie powrotów jest dość ograniczona. Do najważniejszych z nich należą:
Jak widać są to głównie operacje sterujące, służące następującym celom (dla których przeznaczony jest stos powrotów) :
System języka Forth automatycznie wykorzystuje stos powrotów do przechowywania licznika interpretera IP sterującego wywoływaniem kolejnych słów (jako podprogramów). [edytuj] SłownikSłownik w języku Forth skupia w sobie wszystkich zdefiniowane i dostępne do użycia słowa. Jest on strukturą drzewiastą, podzieloną na podsłowniki, które mogą być podzielone na kolejne podsłowniki, przy czym główny słownik nosi nazwę FORTH i skupia podstawowe operacje w tym zdefiniowane w kodzie maszynowym. Dodatkowo zwykle definiowane są także:
Zawsze jeden słownik jest słownikiem bieżącym, od którego rozpoczyna się poszukiwanie definicji słowa. Bezpośrednio po uruchomieniu bieżącym jest słownik FORTH. Operacje słownikowe:
Należy zauważyć, że przy takiej organizacji można definiować wielokrotnie to samo słowo w różnych słownikach w różny sposób, a to, która definicja zostanie użyta, zdeterminowane będzie kolejnością przeszukiwania słowników. Można to uznać za rodzaj przeciążania nazw. [edytuj] Bibliografia
[edytuj] Zobacz też
| |||||||||||||||||||||||||||||||