Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Загрузка программ на выполнение.

Библиотеки: типы и их характеристики.

Библиотека (от англ. library) в программировании — сборник подпрограмм или объектов, используемых для разработки программного обеспечения (ПО).

В некоторых языках программированиято же, что модуль, в некоторых — несколько модулей

С точки зрения операционной системы (ОС) и прикладного ПО библиотеки разделяются на динамические(разделяемые) и статические.

Динамические библиотеки

Часть основной программы, которая загружается в ОС по запросу работающей программы в ходе её выполнения (Run-time), то есть динамически (Dynamic Link Library, DLL в Windows, SO в Linux). Один и тот же набор функций (подпрограмм) может быть использован сразу в нескольких работающих программах, из-за чего они имеют ещё одно название — библиотеки общего пользования (Shared Library). Если динамическая библиотека загружена в адресное пространство самой ОС (System Library), то единственная копия может быть использована множеством работающих с нею программ, что положительно сказывается на степени использовании ресурса ОЗУ. Динамические библиотеки могут содержать в себе как критические для работы программы части, так и дополнительные функции. Дополнительным плюсом такого подхода является то, что динамическая библиотека может быть использована в качестве плагина (Plug-ins), расширяющего функциональность программы. Минусом является то, что в случае, если модуль, который содержит в себе критическую часть, отсутствует, программа не сможет продолжить работу.

При написании программы программисту достаточно указать транслятору (компилятору или интерпретатору) языка программирования, что следует подключить нужную библиотеку и использовать функцию из неё. Ни исходный текст, ни исполняемый код функции в состав программы на данном этапе не входит.

Статические библиотеки

Могут быть в виде исходного текста, подключаемого программистом к своей программе на этапе написания (например, для языка Fortran существует огромное количество библиотек для решения разных задач именно в исходных текстах), либо в виде объектных файлов, присоединяемых (линкуемых) к исполняемой программе на этапе компиляции (в Microsoft Windows такие файлы имеют расширение.lib, в UNIX‐подобных ОС — обычно.a). В результате программа включает в себя все необходимые функции, что делает её автономной, но увеличивает размер. Без статических библиотек объектных модулей (файлов) невозможно использование большинства современных компилирующих языков и систем программирования: Fortran, Pascal, C, C++ и других.

Разделяемые библиотеки.

Динамические(разделяемые) библиотеки

Часть основной программы, которая загружается в ОС по запросу работающей программы в ходе её выполнения (Run-time), то есть динамически (DynamicLinkLibrary, DLL в Windows, SO в Linux). Один и тот же набор функций (подпрограмм) может быть использован сразу в нескольких работающих программах, из-за чего они имеют ещё одно название — библиотеки общего пользования (SharedLibrary). Если динамическая библиотека загружена в адресное пространство самой ОС (SystemLibrary), то единственная копия может быть использована множеством работающих с нею программ, что положительно сказывается на степени использовании ресурса ОЗУ. Динамические библиотеки могут содержать в себе как критические для работы программы части, так и дополнительные функции. Дополнительным плюсом такого подхода является то, что динамическая библиотека может быть использована в качестве плагина (Plug-ins), расширяющего функциональность программы. Минусом является то, что в случае, если модуль, который содержит в себе критическую часть, отсутствует, программа не сможет продолжить работу.

Статические библиотеки.

Этапы компиляции.

Процесс компиляции состоит из следующих этапов:

1. Лексический анализ. На этом этапе последовательность символов исходного файла преобразуется в последовательность лексем.

2. Синтаксический (грамматический) анализ. Последовательность лексем преобразуется в дерево разбора.

3. Семантический анализ. Дерево разбора обрабатывается с целью установления его семантики (смысла) — например, привязка идентификаторов к их декларациям, типам, проверка совместимости, определение типов выражений и т. д. Результат обычно называется «промежуточным представлением/кодом», и может быть дополненным деревом разбора, новым деревом, абстрактным набором команд или чем-то ещё, удобным для дальнейшей обработки.

4. Оптимизация. Выполняется удаление излишних конструкций и упрощение кода с сохранением его смысла. Оптимизация может быть на разных уровнях и этапах — например, над промежуточным кодом или над конечным машинным кодом.

5. Генерация кода. Из промежуточного представления порождается код на целевом языке.

В конкретных реализациях компиляторов эти этапы могут быть разделены или, наоборот, совмещены в том или ином виде.

Компоновка (линковка).

Компоновщик (также реда́ктор свя́зей, линкер — от англ. link editor, linker) — программа, которая производит компоновку: принимает на вход один или несколько объектных модулей и собирает по ним исполнимый модуль.

Для связывания модулей компоновщик использует таблицы имён, созданные компилятором в каждом из объектных модулей. Такие имена могут быть двух типов:

Определённые или экспортируемые имена — функции и переменные, определённые в данном модуле и предоставляемые для использования другим модулям;
Неопределённые или импортируемые имена — функции и переменные, на которые ссылается модуль, но не определяет их внутри себя.

Работа компоновщика заключается в том, чтобы в каждом модуле определить и связать ссылки на неопределённые имена. Для каждого импортируемого имени находится его определение в других модулях, упоминание имени заменяется на его адрес.

Компоновщик обычно не выполняет проверку типов и количества параметров процедур и функций. Если надо объединить объектные модули программ, написанные на языках со строгой типизацией, то необходимые проверки должны быть выполнены дополнительной утилитой перед запуском редактора связей.

Компоновщик сливает отдельные адресные пространства объектных модулей

в единое линейное адресное пространство. Для этого совершаются следующие шаги:

1. Компоновщик строит таблицу объектных модулей и их длин.

2. На основе этой таблицы он приписывает начальные адреса каждому объект-

ному модулю.

3. Компоновщик находит все команды, которые обращаются к памяти, и при-

бавляет к каждой из них константу перемещения, которая равна начально-

му адресу этого модуля.

4. Компоновщик находит все команды, которые обращаются к процедурам,

и вставляет в них адрес этих процедур.

Загрузка программ на выполнение.

Загру́зчик (англ. loader) — в информатике, программа, отвечающая за загрузку исполнимых файлов и запуск соответствующих новых процессов. Обычно является частью операционной системы, но может быть и самостоятельной программой — к примеру, позволяющей операционной системе запускать программы, скомпилированные для других операционных систем (см. также: эмуляторы, WINE).

При запуске новой программы загрузчик должен:

Считать данные из запускаемого файла.

Если необходимо — загрузить в память недостающие динамические библиотеки.

Заменить в коде новой программы относительные адреса и символические ссылки на точные, с учётом текущего размещения памяти, то есть выполнить связывание адресов (англ. Relocation).

Создать в памяти образ нового процесса и запланировать его к исполнению.

Загрузчик операционной системы действует по схожему принципу, но обычно является отдельной программой, поскольку решает специфическую задачу — запуск самой операционной системы.

Воспользуйтесь поиском по сайту: