Υλοποίηση Μεταγλωττιστή Γλώσσας Προστακτικού Προγραμματισμού Με Στοιχεία Ταυτοχρονισμού

Abstract

Σκοπός της εργασίας είναι η μελέτη των στοιχείων ταυτοχρονισμού που συναντώνται στον προγραμματισμό και η κατασκευή ενός μεταγλωττιστή για μια γλώσσα προστακτικού προγραμματισμού που υποστηρίζει κάποια από αυτά τα χαρακτηριστικά. Η αρχική γλώσσα, που ονομάζεται CoPCL, είναι ένα υποσύνολο της Pascal εμπλουτισμένο με ταυτόχρονη εκτέλεση, συγχρονισμό και επικοινωνία. Η τελική γλώσσα είναι η συμβολική γλώσσα (assembly) των 32-bit επεξεργαστών της Intel.Ο προγραμματισμός με στοιχεία ταυτοχρονισμού (concurrent programming) αποτελεί ένα σύνολο από σημειολογίες και τεχνικές προγραμματισμού για την έκφραση πιθανού ταυτοχρονισμού εργασιών και για την επίλυση των συνεπαγόμενων προβλημάτων του συγχρονισμού και της επικοινωνίας μεταξύ τους. Ο ταυτοχρονισμός είναι ανεξάρτητος από τα συστήματα παράλληλης επεξεργασίας, με τα οποία ασχολούνται τα θέματα υπολογιστικών συστημάτων υλικού και λογισμικού. Αποτελεί ένα σημαντικό είδος προγραμματισμού γιατί προσφέρει μια αφαιρετική εικόνα για την μελέτη του παραλληλισμού χωρίς την εμπλοκή σε λεπτομέρειες υλοποίησης. Η αφαιρετικότητα που προσφέρει αποτελεί πολύ χρήσιμο χαρακτηριστικό για την κατασκευή δομημένων και ορθών προγραμμάτων. Έτσι, οι σύγχρονες γλώσσες προγραμματισμού επιβάλλεται να υποστηρίζουν χαρακτηριστικά ταυτοχρονισμού για την ανάπτυξη πολύπλοκων εφαρμογών που ζητούν την αξιοποίηση των τεχνικών που παρέχει ο ταυτοχρονισμός.Κατά την υλοποίηση του μεταγλωττιστή ακολουθήθηκαν τα στάδια της λεκτικής, συντακτικής, σημασιολογικής ανάλυσης, παραγωγής ενδιάμεσου και τελικού κώδικα. Δόθηκε έμφαση στην ενσωμάτωση των χαρακτηριστικών ταυτοχρονισμού που υποστηρίζονται από τις σύγχρονες γλώσσες προγραμματισμού, όπως είναι η επικοινωνία και ο συγχρονισμός των ταυτόχροναεκτελούμενων εργασιών. Για την υλοποίηση των στοιχείων αυτών χρησιμοποιήθηκε η προτυποποιημένη βιβλιοθήκη συναρτήσεων πολυνηματισμού POSIX threads.