6. Абстрактный алфавит

Для описания устройств вычислительной техники, в зависимости от степени детализации используют различные языки описания. Общим в построении языков описания является введение так называемого абстрактного алфавита, т. е. набора допустимых символов, которые могут быть использованы при построении формального языка описания функционирования ЭВМ. На основе символов абстрактного алфавита определяется набор допустимых слов. Этот набор слов вместе с правилами синтаксиса образует формальный язык для описания функционирования вычислительного устройства. Для описаний часто используются так называемые языки микроопераций. Эти языки являются формализованным описанием отдельных узлов и правил их взаимодействия.

Пример. Предположим, в процессоре имеется регистры общего назначения R0 и R1 нам необходимо сложить их содержимое, а результат поместить в R0. Определим необходимые элементы для построения формального описания. Содержимое регистров будем обозначать как [R0] либо [R1], присваивание определим как “:=” арифметические операции при помощи математических знаков. Тогда формальная запись для нашего примера будет выглядеть следующим образом:

[R0]:=[R0]+ [R1].

Особым случаем языков формального описания являются так называемые алгоритмические языки. Они предназначены для описания функционирования ЭВМ на уровне алгоритмов и выполнения программ. Эти языки представляют собой наборы формализованных синтаксических конструкций составленных из слов естественного языка и применяемы для описания отдельных действий или шагов выполнения описываемой программы.

Синтаксис и грамматика алгоритмического языка

Внешняя форма программы на ЯП, т. е. записи текста программы, устанавливается при помощи синтаксиса языка. Синтаксис определяет формальный язык. Правила записи слов ЯП определяют грамматику языка. Синтаксис схематически описывается при помощи определенных "грамматических" правил как система текстовых подстановок (правил замены одних текстов другими). Существуют также достаточно сложные дополнительные условия правильного формирования программы ("контекстные условия"), которые формируются через специальные предикаты.

Знание формального языка и контекстных условий, хотя и достаточно для определения "синтаксической корректности" программ, но недостаточно, для того чтобы понять ее функцию и способ действия. Способ действия программы на каком-либо ЯП уточняется путем задания семантики (смыслового значения) отдельных языковых элементов.

Синтаксис ЯП устанавливается над множеством основных символов C (абстрактный алфавит), которые имеются в распоряжении для формулирования слов языка. Над множество этих символов выделяется подмножество SC^* (C^* - множество допустимых слов над алфавитом С) как язык. Синтаксис описывает множество последовательностей символов, которые внешне представляют правильно сформированные программы. Множество синтаксически корректных программ представленных в допустимой внешней форме, образует формальный язык. Для простого и однозначного описания формального языка применяются формализмы со специальной нотацией.