Добавил:

Studfiles2 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ"

Предмет:

Метрология программного обеспечения

Файл:

Лабораторные работы №2 и 3 / lab1

.doc

Скачиваний:

Добавлен:

01.05.2014

Размер:

222.21 Кб

Скачать

☆

1 / 21 2 > Следующая >>>

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»

Кафедра МОЭВМ

Лабораторная работа № 1

по дисциплине

«Метрология Программного обеспечения»

Преподаватель: Кирьянчиков В.А.

Выполнилa: Куени Лора

Факультет: КТИ

Группа: 1305

Санкт-Петербург

2005

Для заданного варианта программы обработки данных, представленной на языке Паскаль, разработать вычислительный алгоритм и варианты программ его реализации на языках программи-рования Си и Ассемблер. Добиться, чтобы программы на Паскале и Си были работоспособны и давали корректные результаты (это потребуется в дальнейшем при проведении с ними измерительных экспериментов). Для получения ассемблерного представления программы можно либо самостоятельно написать код на ассемблере, реализующий заданный алгоритм, либо установить опцию "Code generation/Generate assembler source" при компиляции текста программы, представленной на языке Си. При этом в ассемблерном представлении программы нужно удалить директивы описаний и отладочные директивы, оставив только исполняемые операторы.

Примечание!

******************************************************************

В заданных на Паскале вариантах программ обработки данных важен только вычислительный алгоритм, реализуемый программой. Поэтому для получения более корректных оценок характеристик программ следует учитывать только вычислительные операторы и по возможности исключить операторы, обеспечивающие интерфейс с пользователем и выдачу текстовых сообщений.

В сути алгоритма, реализуемого программой, нужно разобраться достаточно хорошо для возможности внесения в программу модификаций, выполняемых в дальнейшем с целью проведения измерений и улучшения характеристик качества программы.

Для измеряемых версий программ в дальнейшем нужно будет исключить операции ввода данных с клавиатуры и вывода на печать, потребляющие основную долю ресурса времени при выполнении программы. Поэтому можно уже в этой работе предусмотреть соответствующие преобразования исходной программы.

******************************************************************

Для каждой из разработанных программ (включая исходную прог-рамму на Паскале) определить следующие метрические характеристики (по Холстеду):

1. Измеримые характеристики программ:

- число простых(отдельных)операторов, в данной реализации;

- число простых (отдельных) операндов, в данной реализации;

- общее число всех операторов в данной реализации;

- общее число всех операндов в данной реализации;

- число вхождений j-го оператора в тексте программы;

- число вхождений j-го операнда в тексте программы;

- словарь программы;

- длину программы.

2. Расчетные характеристики программы:

- длину программы;

- реальный, потенциальный и граничный объемы программы;

- уровень программы;

- интеллектуальное содержание программы;

- работа программиста;

- время программирования;

- уровень используемого языка программирования;

ожидаемое число ошибок в программе.

Для каждой характеристики следует рассчитать как саму харак-теристику, так и ее оценку.

Расчет оценок программ выполнить двумя способами:

1) вручную или с помощью одного из доступных пакетов математических вычислений DERIVE, MATHCAD или MATLAB.

2) с помощью программы автоматизации расчета метрик Холстеда, краткая инструкция по работе с которой приведена в файле usage.rtf (для С- и Паскаль-версий программ).

Для варианта расчета с использованием программы автоматизации желательно провести анализ влияния учета тех или иных групп операторов исследуемой программы на вычисляемые характеристики за счет задания разных ключей запуска.

Результаты расчетов представить в виде таблиц с текстовыми комментариями.

Паскаль

{Программа 11. Интегрирование методом Симпсона.}

program simp1;

{ integration by Simpson's method }

{ Turbo Pascal cannot pass function names as arguments}

uses crt;

const tol = 1.0E-6;

var sum,upper,lower : real;

function fx(x: real): real;

{ find f(x)=1/x }

{ watch out for x=0 }

begin

fx:=1.0/x

end; { function fx }

procedure simps(

lower,upper,tol : real;

var sum : real);

{ numerical integration by Simpson's rule }

{ function is fx, limits are lower and upper }

{ with number of regions equal to pieces }

{ partition is delta_x, answer is sum }

var i : integer;

x,delta_x,even_sum,

odd_sum,end_sum,

sum1 : real;

pieces : integer;

begin

pieces:=2;

delta_x:=(upper-lower)/pieces;

odd_sum:=fx(lower+delta_x);

even_sum:=0.0;

end_sum:=fx(lower)+fx(upper);

sum:=(end_sum+4.0*odd_sum)*delta_x/3.0;

writeln(pieces:5,sum);

repeat

pieces:=pieces*2;

sum1:=sum;

delta_x:=(upper-lower)/pieces;

even_sum:=even_sum+odd_sum;

odd_sum:=0.0;

for i:=1 to pieces div 2 do

begin

x:=lower+delta_x*(2.0*i-1.0);

odd_sum:=odd_sum+fx(x)

end;

sum:=(end_sum+4.0*odd_sum+2.0*even_sum)*delta_x/3.0;

writeln(pieces:5,sum)

until (sum<>sum1) and (abs(sum-sum1)<=abs(tol*sum))

end; { simps }

begin { main program }

clrscr;

lower:=1.0;

upper:=9.0;

writeln;

simps(lower,upper,tol,sum);

writeln;

writeln(chr(7),'area= ',sum);

readkey;

end.

Си++

#include<conio.h>

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include<iostream.h>

#include <time.h>

const tol = 1.0E-6;

float sum,upper,lower ;

float fx(float x)

{

float tmp;

tmp =1.0 /x ;

return tmp ;

}

void simps(float lower,float upper,float tol,float sum )

{

int i ;

float x,delta_x,even_sum,odd_sum,end_sum,sum1 ;

int pieces ;

pieces=2;

delta_x = (upper-lower)/pieces;

odd_sum = fx(lower+delta_x);

even_sum = 0.0;

end_sum = fx(lower)+fx(upper);

sum = (end_sum+4.0*odd_sum)*delta_x/3.0;

cout<<"pieces="<<sum<<endl;

{

odd_sum=0.0;

for (i=1;i<= pieces/2;i++ )

{

x=lower+delta_x*(2.0*i-1.0);

odd_sum=odd_sum+fx(x) ;

};

pieces=pieces*2;

sum1=sum;

delta_x=(upper-lower)/pieces;

even_sum=even_sum+odd_sum;

sum=(end_sum+4.0*odd_sum+2.0*even_sum)*delta_x/3.0;

cout<<"pieces="<<sum;

}

while ((sum == sum1) || (abs(sum-sum1)<=abs(tol*sum)));

}; // { simps }

void main () // { main program }

{

clrscr();

lower=1.0;

upper=9.0;

cout<<endl;

simps(lower,upper,tol,sum);

cout<<endl;

cout<<"area="<<sum;

getche();

}

Ассемблер

Текст программы

@fx$qf proc near

push bp

mov bp,sp

sub sp,4

fld dword ptr [bp+4]

fld1

fdivr

fstp dword ptr [bp-4]

fld dword ptr [bp-4]

jmp short @1@58

@1@58:

mov sp,bp

pop bp

ret

@fx$qf endp

@simps$qffff proc near

push bp

mov bp,sp

sub sp,36

push si

push di

mov si,2

mov word ptr [bp-26],si

fild word ptr [bp-26]

fld dword ptr [bp+8]

fsub dword ptr [bp+4]

fdivr

fstp dword ptr [bp-8]

fld dword ptr [bp+4]

fadd dword ptr [bp-8]

sub sp,4

fstp dword ptr [bp-44]

fwait

call near ptr @fx$qf

pop cx

fstp dword ptr [bp-16]

fwait

mov word ptr [bp-10],0

mov word ptr [bp-12],0

fld dword ptr [bp+4]

sub sp,4

fstp dword ptr [bp-44]

fwait

call near ptr @fx$qf

pop cx

fstp tbyte ptr [bp-36]

fld dword ptr [bp+8]

sub sp,4

fstp dword ptr [bp-44]

fwait

call near ptr @fx$qf

pop cx

fld tbyte ptr [bp-36]

fadd

fstp dword ptr [bp-20]

fld dword ptr [bp-20]

fld dword ptr [bp-16]

fmul dword ptr DGROUP:s@

fadd

fmul dword ptr [bp-8]

fdiv dword ptr DGROUP:s@+4

fstp dword ptr [bp+16]

mov ax,offset @endl$qr7ostream

push ax

fld dword ptr [bp+16]

sub sp,4

fstp dword ptr [bp-46]

mov ax,offset DGROUP:s@+8

push ax

mov ax,offset DGROUP:_cout

push ax

fwait

call near ptr @@ostream@$blsh$qpxzc

pop cx

push ax

call near ptr @@ostream@$blsh$qf

add sp,6

push ax

call near ptr @@ostream@$blsh$qpqr7ostream$r7ostream

pop cx

@2@58:

mov word ptr [bp-14],0

mov word ptr [bp-16],0

mov di,1

jmp short @2@142

@2@86:

fld dword ptr [bp-8]

mov word ptr [bp-26],di

fild word ptr [bp-26]

fmul dword ptr DGROUP:s@+16

fld1

fsub

fmul

fadd dword ptr [bp+4]

fstp dword ptr [bp-4]

fld dword ptr [bp-4]

sub sp,4

fstp dword ptr [bp-44]

fwait

call near ptr @fx$qf

pop cx

fadd dword ptr [bp-16]

fstp dword ptr [bp-16]

fwait

inc di

@2@142:

mov ax,si

cwd

sub ax,dx

sar ax,1

cmp ax,di

jge short @2@86

mov ax,si

shl ax,1

mov si,ax

mov ax,word ptr [bp+18]

mov dx,word ptr [bp+16]

mov word ptr [bp-22],ax

mov word ptr [bp-24],dx

mov word ptr [bp-26],si

fild word ptr [bp-26]

fld dword ptr [bp+8]

fsub dword ptr [bp+4]

fdivr

fstp dword ptr [bp-8]

fld dword ptr [bp-12]

fadd dword ptr [bp-16]

fstp dword ptr [bp-12]

fld dword ptr [bp-20]

fld dword ptr [bp-16]

fmul dword ptr DGROUP:s@

fadd

fld dword ptr [bp-12]

fmul dword ptr DGROUP:s@+16

fadd

fmul dword ptr [bp-8]

fdiv dword ptr DGROUP:s@+4

fstp dword ptr [bp+16]

fld dword ptr [bp+16]

sub sp,4

fstp dword ptr [bp-44]

mov ax,offset DGROUP:s@+20

push ax

mov ax,offset DGROUP:_cout

push ax

fwait

call near ptr @@ostream@$blsh$qpxzc

pop cx

push ax

call near ptr @@ostream@$blsh$qf

add sp,6

fld dword ptr [bp+16]

fcomp dword ptr [bp-24]

fstsw word ptr [bp-26]

fwait

mov ax,word ptr [bp-26]

sahf

jne @@4

jmp @2@58

@@4:

fld dword ptr [bp+16]

fsub dword ptr [bp-24]

call near ptr N_FTOL@

push ax

call near ptr @abs

pop cx

push ax

fld dword ptr [bp+12]

fmul dword ptr [bp+16]

call near ptr N_FTOL@

push ax

call near ptr @abs

pop cx

pop dx

cmp dx,ax

jg @@5

jmp @2@58

@@5:

pop di

pop si

mov sp,bp

pop bp

ret

@simps$qffff endp

_main proc near

push bp

mov bp,sp

?debug B

call near ptr _clrscr

mov word ptr DGROUP:_lower+2,16256

mov word ptr DGROUP:_lower,0

mov word ptr DGROUP:_upper+2,16656

mov word ptr DGROUP:_upper,0

mov ax,offset @endl$qr7ostream

push ax

mov ax,offset DGROUP:_cout

push ax

call near ptr @@ostream@$blsh$qpqr7ostream$r7ostream

pop cx

fld dword ptr DGROUP:_sum

sub sp,4

fstp dword ptr [bp-4]

fldz

fwait

sub sp,4

fstp dword ptr [bp-8]

fld dword ptr DGROUP:_upper

sub sp,4

fstp dword ptr [bp-12]

fld dword ptr DGROUP:_lower

sub sp,4

fstp dword ptr [bp-16]

fwait

call near ptr @simps$qffff

add sp,16

mov ax,offset @endl$qr7ostream

push ax

mov ax,offset DGROUP:_cout

push ax

call near ptr @@ostream@$blsh$qpqr7ostream$r7ostream

pop cx

fld dword ptr DGROUP:_sum

sub sp,4

fstp dword ptr [bp-4]

mov ax,offset DGROUP:s@+28

push ax

mov ax,offset DGROUP:_cout

push ax

fwait

call near ptr @@ostream@$blsh$qpxzc

pop cx

push ax

call near ptr @@ostream@$blsh$qf

add sp,6

call near ptr _getche

pop bp

ret

_main endp

_TEXT ends

@@ostream@$blsh$qpxzc proc near

push bp

mov bp,sp

push si

mov si,word ptr [bp+4]

xor ax,ax

push ax

push word ptr [bp+6]

push si

call near ptr @ostream@outstr$qpxzct1

add sp,6

mov ax,si

jmp short @4@58

@4@58:

pop si

pop bp

ret

@@ostream@$blsh$qf proc near

push bp

mov bp,sp

push si

mov si,word ptr [bp+4]

fld dword ptr [bp+6]

sub sp,10

fstp tbyte ptr [bp-12]

push si

fwait

call near ptr @ostream@$blsh$qg

add sp,12

jmp short @5@58

@5@58:

pop si

pop bp

ret

push bp

mov bp,sp

push si

mov si,word ptr [bp+4]

push si

call word ptr [bp+6]

pop cx

jmp short @6@58

@6@58:

pop si

pop bp

ret

assume cs:_TEXT

@abs proc near

push bp

mov bp,sp

mov ax,word ptr [bp+4]

cwd

xor ax,dx

sub ax,dx

jmp short @7@58

@7@58:

pop bp

ret

@abs endp

Метрические характеристики

Для языка Паскаль можно воспользоваться программами автоматизации расчёта метрических характеристик по Холстеду Parser_Pas.exe и Metrics.exe. Ниже приведены результаты работы программы Metrics.exe

Operators:

Operands:

| 1 | 18 | ()

| 2 | 9 | *

| 3 | 8 | +

| 4 | 4 | -

| 5 | 6 | /

| 6 | 47 | ;

| 7 | 1 | <=

| 8 | 1 | <>

| 9 | 18 | =

| 10 | 2 | abs

| 11 | 1 | and

| 12 | 1 | const

| 13 | 1 | for

| 14 | 1 | function

| 15 | 5 | fx

| 16 | 2 | integer

| 17 | 1 | procedure

| 18 | 1 | program

| 19 | 6 | real

| 20 | 1 | repeat

| 21 | 2 | simps

| 22 | 5 | writeln

| 1 | 2 | 0.0

| 2 | 1 | 1

| 3 | 3 | 1.0

| 4 | 1 | 1.0E-6

| 5 | 3 | 2

| 6 | 2 | 2.0

| 7 | 2 | 3.0

| 8 | 2 | 4.0

| 9 | 2 | 5

| 10 | 1 | 7

| 11 | 1 | 9.0

| 12 | 7 | delta_x

| 13 | 4 | end_sum

| 14 | 5 | even_sum

| 15 | 1 | fx

| 16 | 2 | i

| 17 | 9 | lower

| 18 | 8 | odd_sum

| 19 | 9 | pieces

| 20 | 1 | simp1

| 21 | 12 | sum

| 22 | 4 | sum1

| 23 | 4 | tol

| 24 | 7 | upper

| 25 | 5 | x

Summary:

=====================================

The number of different operators : 22

The number of different operands : 25

The total number of operators : 141

The total number of operands : 99

Dictionary ( D) : 47

Length ( N) : 240

Length estimation ( ^N) : 226.253

Volume ( V) : 1333.1013

Potential volume ( *V) :15.5097 19.6515 получено для eta=5

Limit volume (**V) : 25.8496

Programming level ( L) : 0,0180

Programming level estimation ( ^L) : 0,0230

Intellect ( I) : 30,6038

Time of programming ( T) : 7404,8298

Time estimation ( ^T) : 5806,9894

Programming language level (lambda) : 0,4321

Work on programming ( E) : 74048,2975

Error ( B) : 0,4444

Для языка Си можно воспользоваться программами автоматизации расчёта метрических характеристик по Холстеду Parser_C.exe и Metrics.exe. Ниже приведены результаты работы программы Metrics.exe:

Operators:

Operands:

| 1 | 11 | ()

| 2 | 9 | *

| 3 | 8 | +

| 4 | 1 | ++

| | |

| 5 | 4 | -

| 6 | 6 | /

| 7 | 5 | <<

| 8 | 2 | <=

| 9 | 17 | =

| 10 | 1 | ==

| 11 | 2 | abs

| 12 | 1 | dowhile

| 13 | 1 | for

| 14 | 5 | fx

| 15 | 1 | return

| 16 | 1 | simps

| 17 | 1 | ||

| 1 | 2 | 0.0

| 2 | 1 | 1

| 3 | 2 | 1.0

| 4 | 1 | 1.0E-6

| 5 | 3 | 2

| 6 | 2 | 2.0

| 7 | 2 | 3.0

| 8 | 2 | 4.0

| 9 | 2 |

| 10 | 7 | delta_x

| 11 | 4 | end_sum

| 12 | 1 | endl

| 13 | 5 | even_sum

| 14 | 5 | i

| 15 | 7 | lower

| 16 | 8 | odd_sum

| 17 | 7 | pieces

| 18 | 10 | sum

| 19 | 4 | sum1

| 20 | 3 | tmp

| 21 | 3 | tol

| 22 | 5 | upper

| 23 | 5 | x

Summary:

The number of different operators : 17

The number of different operands : 23

The total number of operators : 76

The total number of operands : 91

Dictionary ( D) : 40

Length ( N) : 167

Length estimation ( ^N) : 173,5288

Volume ( V) : 888,7620

Potential volume ( *V) : 15.5097

Limit volume (**V) : 25.8496

Programming level ( L) : 0,0270

Programming level estimation ( ^L) : 0,0297

Intellect ( I) : 26,4273

Time of programming ( T) : 3291,2412

Time estimation ( ^T) : 2988,9452

Programming language level (lambda) : 0,6481

Work on programming ( E) : 32912,4116

Error ( B) : 0,2963

К сожалению, программных средств автоматизации подсчёта метрических характеристик для языка Ассемблера найти не удалось, поэтому все метрики были посчитаны вручную. Результаты этой занимательной работы приведены ниже

Операторы

№	Оператор	f_1j
1	shl--	1
2	Push--	35
3	Pop--	35
4	Proc--	6
5	fmul--	8
6	jg--	1
7	Jge	1
8	fadd--	8
9	fwait--	13
10	Ret--	7
11	Xor--	2
12	fstp--	23
13	Fld--	26
14	add--	6
15	fld1 --	2
16	fild--	3
17	cmp--	2
18	fdivr--	3
19	cwd--	2
20	Jmp @1@58--	1
21	fsub--	4
23	Sahf--	1
24	fdiv--	2
25	jmp @2@58--	2
26	jmp @4@58--	1
27	jmp @5@58	1
28	jmp @6@58	1
29	Jmp @7@58	1
30	Call near ptr @fx$qf	4
31	Call near ptr @@ostream@$blsh$qpxzc	3
32	call near ptr @@ostream@$blsh$qpqr7ostream$r7ostream	3
33	call word ptr [bp+6]	1
34	Call near ptr @Simps$qfff	1
35	Call near ptr _clrscr	1
36	Call near ptr _getche	1
37	Call near ptr @ abs	2
38	Fld--	26
39	call near ptr N_FTOL@	2
40	fldz--	1
41	Inc--	1
42	Sub--	16
43	fstsw--	1

Операнды

№	Операнд	f₁_i
1	ax--	47
2	Sp--	29
3	[bp+8] --	3
4	[bp-10]--	1
5	[bp+4]--	10
6	[bp-4]--	6
7	[bp-20]--	3
8	[bp-26]	8
9	[bp-16]	8
10	[bp-36]	2
11	[bp-44]	5
12	[bp-24]	3
13	[bp+18]	1
14	[bp+16]	8
15	[bp+12]--	1
16	[bp-12]--	6
17	[bp-8]--	7
18	[bp-46]--	1
19	[bp-14]--	1
20	[bp-22]--	1
21	[bx+2]--	3
22	[bp+6]--	3
23	[bp+10]--	5
24	Sp	29
25	[bx]	24
26	cx--	23
27	DGROUP:_lower+2,16256	1
28	DGROUP:_upper+2,16656	1
29	si--	21
30	Di	6
31	DGROUP:_lower	3
32	DGROUP:_upper	3
33	DGROUP:_cout	5
34	DGROUP:s@	2
35	DGROUP:s@+4	2
36	DGROUP:s@+8	1
37	DGROUP:s@+16	2
38	DGROUP:s@+28	1
39	DGROUP:_sum	2
40	dx--	7
41	1	3
42	2	1
43	4	12
44	10	1
45	12	1
46	16	1
47	36	1
48	0	6

1 / 21 2 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке Лабораторные работы №2 и 3

#
01.05.20141.6 Кб12LAB1.BAK
#
01.05.20141.6 Кб14LAB1.CPP
#
01.05.2014222.21 Кб16lab1.doc
#
01.05.2014337 б12LAB1.MAP
#
01.05.201415.56 Кб12LAB1.OBJ
#
01.05.20141.43 Кб13LAB1.PAS
#
01.05.201477.82 Кб20lab2.doc
#
01.05.2014129.02 Кб18lab3_2.doc