Классическая схема подготовки исполняемой программы

Программа выполняется в компьютере, архитектура которого обеспечивает язык программирования, именуемый машинным кодом. Данные в этом языке представлены машинными словами,хранящимися в памяти и в регистрах процессора, а выполняемые действия – системой команд. Рассмотрим схему подготовки исполняемой программы в типичной среде программирования С++ (Рис.1.3):

(1) – программа набирается в текстовом редакторе среды разработки и запоминается на диске (расширение имени файла .срр);

(2) – программа-препроцессор распознает в тексте программы директивы препроцессора (начинаются с символа #), обрабатывает директиву # include <…..> и подключает к исходному тексу программы указанные в ней файлы. Основная цель препроцессора – закончить формирование исходного кода программы на С++, поэтому типичное для него действие – добавление или изменение исходного кода перед компиляцией. Выполняя директиву, препроцессор преобразовывает исходный код программы в расширенный код («единицу трансляции»), который и подается на вход компилятора.

(3) – программа- компилятор выделяет лексемы (минимальные смысловые конструкции языка), затем на основе грамматики языка распознает более сложные смысловые конструкции языка (определения, объявления, выражения, операторы и т.д.), построенные из лексем, выявляет синтаксические ошибки и при их отсутствии создает код на языке Ассемблера; в языке программирования Ассемблерсистема команд, способы адресации, машинные слова и их адреса обозначаются символическими именами; Ассемблер работает с компьютерной архитектурой, но ее элементы представлены не во внутренней (двоичной) форме, а в обычной текстовой;

Рис.1.3. Схема подготовки исполняемой программы в типичной среде программирования С++

(4) – программа- ассемблер переводитассемблерный код на машинный язык, создает объектный модуль программы с расширением .obj и сохраняет его на диске. Файл, содержащий скомпилированную программу, – это объектный модуль программы.

(5) – программа- компоновщик (редактор связей, Linker) объединяет объектный код программы (совместно компилируемые модули) с объектными кодами используемых ею библиотечных функций (библиотечные файлы имеют расширение .lib) и стандартным кодом начальной загрузки, в результате чего создается исполняемый загрузочный модуль программы – файл с расширением .exe, сохраняемый на диске. Обычно программы содержат ссылки на функции, определенные вне самой программы: в стандартных или личных библиотеках, а объектный код содержит «дыры» из-за этих отсутствующих частей; компоновщик заполняет эти «дыры».

(6) – программа- загрузчик размещает скомпонованную программу в памяти (забирает исполняемый код с диска и размещает его в памяти).

Язык Си++ имеет прямой выход на компьютерную архитектуру, многие его компоненты напрямую на нее отображаются. Базовые типы данных совпадают с основными формами представления данных в процессоре, имеется прямое соответствие между переменными и машинными словами, набор операций соответствует общепринятому минимуму для системы команд, указатели интерпретируются как адреса, имеется возможность работы с памятью на низком (архитектурном) уровне. Поэтому Си++ можно назвать машинно-независимым Ассемблером. Особенности выполнения указанных действий зависят от конкретного компилятора языка С++ и операционной системы, в которой он работает. Технические подробности следует изучить по документации конкретного программного продукта.