relazione chiamante-chiamato A B C CALL B CALL C Introduzione al corso, Paolo Bison, FI p.7 proprietà CALL-RETURN chiamata esplicita (CALL

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Introduzione ai sottoprogrammi

Paolo Bison

Fondamenti di Informatica A.A. 2007/08

Università di Padova

Introduzione al corso, Paolo Bison, FI07, 2008-01-08 – p.1

Struttura

programma formato da vari elementi (sottoprogrammi) indipendenti tra loro

ogni sottoprogramma composto da:

insieme di istruzioni (corpo)

nome del sottoprogramma

esempio

subroutine P()

x=3*t subroutine C()

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Vantaggi

metodologia di programmazione top-down, bottom-up

operazioni per tipi definiti dall’utente tipo complex

limitazione duplicazione codice inizializzazione

Linguaggio di programmazione

sintassi per la definizione dei sottoprogrammi

strutture di controllo per l’attivazione ed esecuzione dei sottoprogrammi

meccanismi per il trasferimento di dati a e da sottoprogrammi

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Organizzazione e controllo

sequence control

il controllo dell’ordine di esecuzione delle

operazioni/istruzioni, sia primitive che definite dall’utente (istruzione IF)

data control

il controllo della flusso dati tra insiemi di operazioni (variabile)

Sequence control nei sottopprogrammi

meccanismi per controllare la sequenza in cui insiemi di sottoprogrammi sono attivati ed eseguiti

struttura CALL-RETURN

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CALL-RETURN

gerarchia di sottoprogrammi:

sottoprogramma principale che puó attivare l’esecuzione di altri sottoprogrammi che a loro volta possono attivare altri sottop. e così via ...

relazione chiamante-chiamato

A B C

CALL B CALL C

proprietà CALL-RETURN

chiamata esplicita (CALL)

ritorno esplicito (RETURN)

esecuzione chiamante momentaneamente bloccata

quando il chiamato termina si continua l’esecuzione dall’istruzione seguente la CALL

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Copy Rule (regola di copia)

semantica della struttura CALL-RETURN

sostituzione testuale dell’istruzione CALL con il corpo del chiamato

limitazioni

1. assenza di ricorsione 2. esplicita istruzione CALL

3. esecuzione chiamato fino a sua fine (logica) 4. singola sequenza di esecuzione

5. trasferimento immediato al chiamato

Ricorsione

assenza del I vincolo

sottoprogrammi possono avere più attivazioni contemporanee

particolare forma di struttura di controllo (ciclo)

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Interruzioni

interrupts/traps

assenza del II vincolo

attivazione al sorgere di una condizione

errore

ON overflow CALL B

Coroutine

assenza del III vincolo

esecuzione parziale del sottoprogramma

ripresa dal punto di fermata precedente istruzione RESUME

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Concorrenza

assenza del IV vincolo

sottoprogrammi eseguiti in parallelo

meccanismi per la loro sincronizzazione

Schedulazione

assenza del V vincolo

esecuzione non inizia immediatamente alla chiamata, ma viene rinviata ad un momento successivo

varie modalità CALL B AFTER A

CALL B WHEN (X=5) AND (Z>0) CALL B AT TIME=25

CALL C WITH PRIORITY=7

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Data Control

controllo del flusso/condivisione dati tra insiemi di operazioni

punto centrale del data control

dato x=y+z*2 cosa significano x,y,z ad ogni esecuzione dell’istruzione

nei sottoprogrammi possono indicare:

una variabile locale

una variabile non locale

un parametro

un sottoprogramma

Associazione (binding)

associazione tra identificatori e dati/programmi

coppia identificatore-oggetto

variabile

X

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Operazioni sulle associazioni

naming

creazione dell’associazione

attivazione

associazione disponibile per operazioni di riferimento

disattivazione

associazione non più utilizzabile in operazioni di riferimento

unnaming

distruzione dell’associazione

riferimento

accesso all’oggetto attraverso l’identificatore

Ambiente di riferimento (AR)

insieme delle associazioni attive in un determinato momento dell’esecuzione del programma

varia dinamicamente a seconda del flusso di esecuzione

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Scope Rules

regole di validità o di campo

servono a determinare l’AR in ogni punto del programma

definiscono i momenti in cui avvengono le operazioni sulle associazioni

tipi di scope rules

dinamiche

validità di una associazione definita in termini del flusso di esecuzione

statiche

validità di una associazione definita in termini della struttura statica del programma

Riferimenti nei sottoprogrammi

riferimenti ad identificatori in un sottoprogramma possono essere

locali

associazione attiva solo nel sottoprogramma di esecuzione

globali

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Gestione ALR

P Q R

CALL Q CALL R

1 2

4 3

1. Qual’è l’iniziale configurazione del ALR all’inizio di Q?

2. Cosa succede al ALR di Q quando Q chiama R?

3. Qual’è l’ALR di Q quando il controllo ritorna da R?

4. Cosa succede all’ALR di Q quando Q ritorna?

Gestione ALR - risposte 2 e 3

2 - L’ALR di Q viene disattivato, ma non distrutto, quando Q chiama R

3 - L’ALR di Q viene riattivato quando R ritorna.

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Gestione ALR - risposte 1 e 4

due approcci

attivazione/disattivazione 1 - attivazione del ALR di Q 4 - disattivazione del ALR di Q

creazione/distruzione

1 - creazione del ALR di Q 4 - distruzione del ALR di Q

Gestione ambiente non locale

due metodologie

1. esplicita specificazione 2. creazione implicita

associazione più recente nella catena delle chiamate

associazione nel programma principale

associazione determinata dalla struttura statica del

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Passaggio di parametri

scambio di dati tra sottoprogrammi

parametri vs. variabili non locali

parametro

nuovo dato ad ogni attivazione

variabile non locale

dato che cambia raramente

uso di identificatori locali per accedere a dati non locali.

Formali e attuali

formali

identificatori locali usati nella definzione per nominare dati trasmessi al sottoprogramma

lista di identificatori dopo nome:

procedure P(x,y) attuali

espressioni usate nel punto di chiamata per specificare i dati da passare al chiamato

lista espressioni dopo nome chiamato

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Corrispondenza formali-attuali

posizionale

posizione nella lista

P(x,y)

P(x1*20,10) nominativa

esplicito uso del nome del parametro formale

call P(y:=10,x:=x1*20)

num. par. formali = num. par. attuali

Associazione dei valori

associazione dei valori definiti dai par. attuali ai par. formali

metodi di passaggio:

1. per valore

2. per riferimento 3. per nome

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Passaggio per valore

valore del par. attuale valutato al momento della chiamata diventa valore di inizializzazione del par. formale

par. formale ≡ var. locale + inizializzazione

chiamante ⇒ _chiamato

Passaggio per riferimento

al par. formale viene associato un riferimento (puntatore), valutato alla chiamata, che si riferisce al par. attuale

possibile modifica di un dato non locale

chiamante ⇔ _chiamato

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Passaggio per nome

par. attuale non viene valutato alla chiamata, ma ogni volta che si accede al corrispondente par. formale

esecuzione del chiamato determina quando e se i par.

attuali verranno valutati.

chiamante ⇔ _chiamato