20 elemente de compilare }i dezvoltarea programelor mari

Readiness is all
SHAKESPEARE - Hamlet, V, 2
20
ELEMENTE DE COMPILARE }I
DEZVOLTAREA PROGRAMELOR
MARI
Obiective
-clarificarea unor probleme legate de analiza la compilare;
-directive de compilare;
-optimizarea program[rii aplica\iilor mari;
A. Utilizarea identificatorilor
Exemplul urm[tor pune @n eviden\[ libertatea de scriere a
identificatorilor @ntr-un program Turbo Prolog (folosirea literelor mari ]i
mici, a cifrelor ]i a caracterului '_'underline):
domains
cifra0=integer
MAJUSCULE=symbol
_LiniaMea=char
trace=string
predicates
este_mare(real)
este_mica(cifra0)
minuscule(majuscule)
_subliniat(_liniaMea)
diagnostics(TRACE)
clauses
este_Mare(124671).
_SUBLINIAT('_").
MINUSCULE(z).
DIAGNOSTICS(proiect).
Exemplul 20.1. Caractere de tot felul ...
Problema omonimiei identificatorilor apare destul de des @n
scrierea programelor Turbo Prolog, atunci c`nd dorim ca ace]tia s[
clarifice textul surs[ al programului. Exemplul 20.2. vine s[ ilustreze
marea majoritate a omonimiilor permise de compilatorul Turbo Prolog:

188 Practica program[rii logice
⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯
⎯
domains
oras=symbol
anul=integer
universitate=universitate(oras,anul)
predicates
universitate(universitate)
clauses
universitate(universitate(craiova,1966)).
goal
universitate(Universitate),write(Universitate).
Exemplul 20.2. Omonimia identificatorilor.
Cu toate acestea, compilatorul Turbo Prolog nu accept[
@ntotdeauna omonimia identificatorilor de domenii cu cei de functori,
avertiz`nd utilizatorul cu eroarea :
111 WARNING: Domain used as a functor
domains
sir=string
cuvant=cuvant(sir);sir
Exemplul 20.3. Omonimie neacceptat[ (eroare 111).
Eroarea poate fi evitat[ de exemplu prin rescrierea argumentului
functorului cuvant astfel:
sau
s=string
sir=string
cuvant=cuvant(s);sir
sir=string
cuvant=cuvant(sir);string()
Mai mult, o alt[ eroare de avertisment apare atunci c`nd se
define]te un domeniu ce con\ine un singur functor:
112 WARNING: Domain declaration with a single functor.
domains
cuvant=sir_de_litere
Exemplul 20.4. Domeniu cu un singur functor (eroare 112).

Elemente de compilare 189
⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯
⎯
#ndep[rtarea erorii 112 se realizeaz[ tot printr-o rescriere a
declara\iilor de domenii. #n cap. 2 am v[zut deja c[ Turbo Prolog dispune
de o sec\iune de constante - utilizate @n program cu semnifica\ia obi]nuit[
(valori care nu se schimb[ @n timpul execu\iei programului).
constants
ion="Sfantul Ion"
x =Variabila
predicates
sfant(symbol)
clauses
sfant(ion).
goal
sfant("Sfantul Ion"),sfant(x),write(x).
Exemplul 20.4. O constant[ fals[ ...
Constanta x are valoarea definit[ Variabila ceea ce face ca x s[
fie tratat[ @n demonstra\ie ca o variabil[ ! (de fapt problema provine de la
defini\ia lui x care este un identificator ce @ncepe cu liter[ mare)
B. Redefinirea predicatelor
O regul[ nu poate utiliza argumente ale unui predicat diferite de
tipul celor din declara\ia sa.
domains
stanga,dreapta=symbol
predicates
la_stanga(stanga,dreapta)
la_dreapta(dreapta,stanga)
langa(stanga,dreapta)
clauses
la_dreapta(casa,arbore).
la_stanga(casa,garaj).
langa(X,Y):-la_stanga(X,Y).
langa(X,Y):-la_dreapta(X,Y).
Exemplul 20.5. Concordan\a variabil[ - domeniu.
Programul de mai sus furnizeaz[ eroarea fatal[;
505 Type error: Illegal variable type for this
position

190 Practica program[rii logice
⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯
⎯
De]i stanga, dreapta sunt ambele simboluri, argumentele
predicatelor langa ]i la_dreapta sunt tratate diferit ("teama de
semnifica\ii diferite..."). O solu\ie posibil[ este schimbarea declara\iei
predicatului langa (vezi ]i cap. 2):
sau
langa(symbol,symbol)
langa(stanga,dreapta)
langa(dreapta,stanga)
Prezent[m mai jos un program care ilustreaz[ rolul hot[r`tor al
ordinei declara\iilor unui acela]i predicat:
predicates
produs(integer,real,real)
produs(real,integer,real)
produs(integer,integer,integer)
produs(real,real,real)
clauses
produs(X,Y,Z):-bound(X),bound(Y),Z=X*Y.
produs(X,Y,Z):-bound(X),bound(Z),Y=Z/X.
produs(X,Y,Z):-bound(Z),bound(Y),X=Z/Y.
Exemplul 20.6. Ordinea declara\iilor.
La scopul extern produs(2.4,0.5,X) se furnizeaz[ solu\ia X=1
ceea ce este evident o eroare de semnifica\ie a predicatului (care nici nu
este depistat[ @n faza de compilare !). O solu\ie pentru @nl[turarea acestei
situa\ii este scrierea ultimei declara\ii a lui produs pe prima pozi\ie (vezi
conversii de tip).
C. Conversii de tip
O variabil[, @ntr-o regul[, nu poate fi legat[ la valori de tipuri
diferite dec`t @n cazul unor conversii de tip recunoscute de compilator.
Dac[ tipurile nu pot fi convertite compilatorul semnaleaz[:
505 Type error: Illegal variable for this position
510 Objects from these domains cannot be compared
Conversia de tip intervine deasemenea ]i @ntr-o punere @n
coresponden\[ a unei variabile legate cu o valoare de tip diferit.
Tip 1 Tip 2 Compatibilitate Observa\ii

Elemente de compilare 191
⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯
⎯
string char nu 510 sau 505
string integer nu 510 sau 505
string real nu 510 sau 505
string symbol da defini\ie
char integer da
char real da
char symbol nu 510 sau 505
integer real da
integer symbol nu 510 sau 505
real symbol nu 510 sau 505
Tabelul 20.1. Conversii de tipuri.
Remarc[: Compatibilitatea lui char cu integer ]i real se refer[
la plaja de numere @ntregi care sunt coduri ASCII pentru caractere.
predicates
go
clauses
go:-X=122,X='z'.
Exemplul 20.7. Compatibilitate de tip.
Cu toate acestea, exemplul urm[tor demonstreaz[ c[ exist[ o
diferen\[ @ntre compatibilitatea domeniilor ]i semnifica\ia predicatelor din
program:
predicates
egal(integer,real)
egal(char,integer)
egal(symbol,string)
egal(real,char)
clauses
egal(X,X).
goal
egal(1.1,V),write(1.1,"=",V).
Exemplul 20.8. Este egalitatea corect[ ?

192 Practica program[rii logice
⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯
⎯
D. Probleme de compilare a programelor
D1) Pentru a compila un program Turbo Prolog sub form[ de
fi]ier executabil (.EXE) @n sistemul de operare DOS sunt necesare
urm[toarele:
- Fi]ierele PROLOG.LIB ]i INIT.OBJ trebuie s[ se afle @n acela]i
director cu PROLOG.EXE;
- Compila\i programul @n memorie sub Turbo Prolog pentru a
verifica corectitudinea sa;
- Orice program compilat pe disc con\ine obligatoriu un scop
intern;
- Salva\i programul folosind Save din meniul Files (sau F2);
- Selecta\i Compile din meniul principal ]i apoi
EXE file (auto link) din acest meniu; ap[sa\i ]i programul va fi
compilat pe disc; fereastra Message va afi]a: Execute(y/n): cu
semnifica\ia evident[;
- #n urma procesului de mai sus fi]ierul NUME.PRO al textului
surs[ va fi compilat @n fi]ierul NUME.EXE care se va afla @n acela]i
director.
Remarca: Opera\ia de compilare extern[ comport[ de fapt dou[
etape:
- generarea formatului obiect (fi]ierul NUME.OBJ);
- editarea de leg[turi - combinarea fi]ierelor NUME.OBJ,
INIT.OBJ ]i fragmente din PROLOG.LIB pentru a crea NUME.EXE; Nu
este nevoie s[ folosim un alt linkeditor @n linie de comand[ ( de exemplu
LINK.EXE al DOS).
#nainte de compilarea extern[ trebuie s[ ne asigur[m c[ exist[
suficient spa\iu pe disc pentru crearea tuturor fi]ierelor (de exemplu, dac[
NUME.PRO are 7000 bytes, atunci NUME.OBJ are 11000 bytes iar
NUME.EXE are 56000 bytes).
Op\iunea OBJ file din meniul Compile este utilizat[ pentru
generarea de fi]iere format obiect care pot fi apoi legate cu alte fi]iere
obiect scrise @n alte limbaje cu ajutorul unui linkeditor extern ([1]).
D2) #n cazul @n care avem un program Turbo Prolog foarte mare
este posibil ca @n faza de compilare s[ apar[ o eroare de tip Overflow care
specific[ dep[]irea zonei de memorie alocat[ pentru probramul compilat
pe care o recunoa]te compilatorul (implicit aceast[ zon[ are 16 kB).
Pentru a remedia putem utiliza o directiv[ de compilare care va
redimensiona aceast[ zon[:

Elemente de compilare 193
⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯
⎯
code=numar
unde numar este num[rul de paragrafe destinate acestei zone
(1 paragraf = 16 bytes);
De exemplu, pentru dimensionarea unei zone de 32 Kb plas[m la
@nceputul programului code=2048. Aceast[ directiv[ poate fi substituit[
pentru cazul programelor executate sub Turbo Prolog folosind meniul
Options/Compiler directives/Memory allocation/Code....
Dac[ la execu\ia unui program Turbo Prolog apare eroarea
1002 Stack overflow
este necesar s[ ne asigur[m de corecta elaborare din punct de vedere logic
a programului iar dac[ avem @ndeplinit[ aceast[ condi\ie, trebuie s[
redimension[m stiva de lucru a motorului de inferen\e folosind meniul
Options/Compiler directives/Memory allocation/Stack... desigur
tot @n paragrafe.
D3) Un predicat care genereaz[ solu\ii multiple @n cursul unui
proces de demonstra\ie se nume]te nedeterminist. Compilatorul Turbo
Prolog dispune de directiva check_determ (care se plaseaz[ @naintea
sec\iunii domains din program) pentru avertizarea utilizatorului asupra
clauzelor nedeterministe - permite deci programatorului remedierea
situa\iilor nedorite (eventual folosirea t[ieturii). #n cazul @n care
programatorul cunoa]te predicatele nedeterministe din program ]i dore]te
s[ r[m`n[ ca atare, aceste predicate trebuie s[ fie precedate @n declara\ie
de op\iunea nondeterm. Deasemenea, pentru a ob\ine un raport detaliat
asupra predicatelor dintr-un program, se folose]te directiva diagnostics
fie @n program (plasat[ la @nceputul acestuia) c`t ]i din meniul
Options/Compiler directives/Diagnostics.
E. Imbricarea programelor Turbo Prolog
#n situa\ia @n care acelea]i declara\ii de domenii, declara\ii de
predicate ]i defini\ii sunt utilizate @n mai multe programe, este util[
folosirea directivei
include "NUME.PRO"
unde NUME.PRO este numele fi]ierului Turbo Prolog care
con\ine defini\iile ]i declara\iile necesare.
Efectul acestei directive const[ @n imbricarea programului NUME.PRO @n
programul propriu, chiar @n pozi\ia @n care apare directiva. Programatorul
trebuie s[ verifice eventualele neconcordan\e care pot apare (predicate
folosite dar @nc[ nedeclarate etc).

194 Practica program[rii logice
⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯
⎯
F. Programarea modular[
Atunci c`nd programul este foarte mare sau c`nd este necesar ca
unele predicate s[ fie scrise @n alte limbaje de programare este util[ chiar
necesar[ structurarea sa @n mai multe module care vor fi compilate separat
cu urm[toarele avantaje:
- mai mul\i programatori pot lucra simultan la mai multe module;
- se pot realiza noi programe folosind module deja create ]i testate;
- se simplific[ depanarea; modulele pot fi testate independent;
- @n cazul modific[rii programului se modific[ doar modulele relevante;
- modulele pot fi scrise ]i @n alte limbaje de programare;
- modulele pot avea at`t predicate locale c`t ]i globale;
Pentru a realiza modularea unui program se parcurg urm[toarele
etape:
- se define]te un fi]ier proiect (.PRJ) cu ajutorul meniului
0ptions/Edit PRJ files; acest fi]ier va con\ine numele modulelor
programului ca @n exemplul de mai jos:
prog1+
prog2+
prog3+
prog4+
Exemplul 20.9. Con\inutul unui fi]ier proiect.
Aceste module sunt fie fi]iere scrise @n Turbo Prolog fie fi]iere
obiect scrise @n alte limbaje.
- unul din module va fi desemnat ca modul principal ]i este
singurul care va con\ine un scop (evident, numai intern);
Pentru compilarea tuturor modulelor folosim
Compile/Project (all files)
care solicit[ numele proiectului ]i compileaz[ toate modulele.
Un modul poate fi compilat separat @n format obiect cu op\iunea
din meniul Compile/OBJ file. #n cazul @n care un domeniu sau un
predicat se dore]te s[ fie vizibil @n mai multe module trebuie s[ fie
declarat @n sec\iunea global domains respectiv global predicates, care
se plaseaz[ la @nceputul modulului @nainte de sec\iunea domains respectiv
predicates. Pentru detalii [1].