计算机操作语义

操作语义

计算机语言的操作语义是这样理解的： 语言的含义是有语言的实施（编译器）决定的，一旦实施确定下来，语言的含义也就确定了，语言的实施就是对计算机系统的操作，因而操作语义的名称就由此而来。由于要研究一般性，故而计算机系统应该是抽象的机器，下面就用一个简单的机器“栈-状态-控制”机器为例说明一个简单语言 FLOW的操作语义

 

FLOW语言是很简单的语言，但却有能力成为所有语言，呵呵，花哨的包装会让程序员觉得语言更易用，但是对于机器来说没有区别，呵呵，就如计算机发展半个世纪，却始终摆脱不了图灵理论的计算局限。。。貌似远了，回到FLOW语言和“栈-状态-控制”机器。

FLOW语言的语法：

1）  原子语句集 Asts,用A表示其中元素；

2）  布尔表达式 Bexp，用B表示

3）  语句S:=skip|A|S；S|（if B then S else S）|(while B do S)

 

这里不管原子语句，反正就是语句（比如赋值语句等），布尔表达式和平常一样理解，但也不给出具体形式，不然怎么叫抽象呢，呵呵

 

说完语句了来说机器

“栈-状态-控制”机器 包含3部分： 控制部分c，记载程序变元当前状态s,栈，记载中间结果st。三元组（st，s,c）构成了机器的一个快照，又叫一个状态，或者大状态…，不管什么名词，反正这个三元组代表了机器现在所处的一个状态。

 

语言的操作语义就是操作机器 从一个状态到另一个状态，故而叫操作语义（个人理解哈）下面我们要看看FLOW对该机器的操作语义。

控制语句if和while对机器的操作

一）分析：

1）（st，s，（if B then S1 else S2）c）=>（S2:S1:st，s，B if c）

红色部分是说明部分，类似于注释，=>表示状态间的转移，可见if语句对该机器的操作语义，S1，S2是中间结果，布尔表达式B还没有求出来，所以我们需要求值操作，该操作我们抽象的定义为Bexp到{T,F}的映射，用B『.』表示

2）while语句（st，s，(while B do S)）=>（skip：S；(while B do S):st，s，B while c）

 

二）下面应该是求值B，上面已经说过了，用B『.』表示

三）最后就是执行了，呵呵，对机器的操作产生了效果呢，我们看看机器如何执行的。下面都是针对c=；c1，或c=c1=NULL的形式

（1）（st,s,skip c）=>(st,s,c1)

（2）（st,s,Ac）=>(st,A『.』（s），c1) ,A『.』表示对原子表达式的求值，不给出具体形式

（3）（tt：S2:S1:st，s， if c）=>(st,s,S1c)

(4) （ff：S2:S1:st，s， if c）=>(st,s,S2c)

（5）while…

（6）while….不写了，

呵呵，到目前为止我们定义了解释执行FLOW程序的一个抽象机器，也就给出了FlOW语言的一种操作语义，这就是操作语义啦，是不是很没意思啊！感兴趣的可以用FLOW写个小程序，给出其对机器的操作过程（一系列的状态转移….）

 

PS：blog里面居然没有计算机理论这个分类 ，我把它分到C语言里了，汗一下！