A Development of a System for Program Transformation(The first report: A System for the Transformation of Problem Analysis Diagram)Seiji HORIUCHI Taisuke HORIUCHI

(1)

プログラミング言語変換システムの開発

第 1報 PAD トランスレータの開発堀内征治堀内泰輔

A Development of a System for Program Transformation

( T h e f i r s t r e p o r t : A S y s t e m f o r t h e T r a n s f o r m a t i o n o f P r o b l e m A n a l y s i s D i a g r a m )

Seiji HORIUCHI Taisuke HORIUCHI

In the developmentofsoftware, tllereare many prOgraming langllageS. In recentyears,structuredprograminglanguages‑ C,structured Basic andsoon‑

havebeen used forprograming instead ofearlier languages‑Fortran,Basic, as･

semblylanguageetc.Therefore,itisimportanttomakeatransformation between these two programing languages. Butitisnotsoeasytomakesoftwareforthe transformation.

In thispaper,an intermediatelanguage issuggestedinordertomakeiteasy todevelopthetransformation software.Onthebasisofdesigningtheintermediate language,atransformationsystem forPAD hasbeendeveloped.

Thistransformationsystem hastwoessentialsubsystems.Inthe丘rstsubsystem

,

PAD drawnontheCRT screenistransformedintoasourceprogram oftheinterme･

diatelanguage.And then in thesecond one,thesourceprogram istransformed intothetargetlanguage,suchasC,Basic,andsoon.

1

.

はじめに

‑‑ ドウェア技術の驚異的な発展に追随するかたちで, ソフトウェアの面でも幾多のプログラミング言語の提案が行なわれ,最近では構造化プログラミング指向の言語 (たとえはC 言語や構造化BASI

C)

が注目され着実にユーザ数を増加させている.

一方, これまでに蓄積したプログラム群が足かせとなって,言語の切り替えが困難なユーザが多いことも事実である. このような事情から最近では特定言語間のソースレベルでの変換ユーティリティが市販されるようになった. しかし, このようなユーティリティを開発する場合,変換前後の両言語間の差異のみに注目するため,ほかの

2

言語間の変換ユーティリティを再開発する際には,それまでに開発したプログラムをほとんど活かすことができず, 結果的に多大の労力を強いられることになるだろう.

* 横桟工学科助教授

* * 機械工学科講師

原稿受付平成元年

9

月

30

日

(2)

堀内征治･堀内泰輔

本研究は, これらの状況に鑑み,プログラミソグ言語間の汎用的な変換システムの開発を目標としている･つまり,文法や差異をデータベースとして串述するだけで, プログラムの変更は一切不要にしたものである.この目的を実現するためのひとつの方法として中間言語を用いることが考えられる.つまり,変換する言語をいったん共通基盤としての中間言語に変換し,次にその中間言語をターゲット言語に変換するという2 段階に分割化する方法であ

る.

本報では第一段階として,中間言語のアイデアをもとにした

PAD

トランスレータについて述べる

･PAI

)は, 7°‑チャートに代わ声,構造化プログラミング用のツールとして注目されているものであり,今回開発したのは,画面上に描いた

PAD

を自動的に中間言語に変換するものである･. さらに,得られた中間言語テキス Iを . C 言語などの実際のプログラミング言語に変換するツールも開発した.また, このシステムが特に情報処理教育に有用であることにも言及する.

2.

中間言語の設計

2‑1

中間言語について

中間言語の考え方は,例えは; コンパイラを作成するときに用いられる.図

1

は

UNIX

システムにおける

C

言語コンパイラの処理過程を示す. この場合, アセンブリ言語が中間言語として位置づけられ,他の言語 ( 例えば

FORTRAN77)

からの同様な中間言語出力とアセンブリ言語レベルで結合され,最終的に機械語からなる実行可能プログラムに変換される.

この仕組みは直接機械語に翻訳するのに比べ手間がかかるが, コンパイラの開発効率,汎用性からみて有用な手法といえる.

本稿で提案する中間言語は, これを高級言語間変換のレベルにまで拡張しようとするもので,図弓には従来の中間言語を用いずに直接変換する方法と本方法を対比して示した･本方法を

3

つ以上の言語間相互変換に適用すると大きなメリットを生ずる.つまり,特定言語を中間言語に変換するためのツールとその逆方向の変換ツールを一度開発しておけば,別の言語への ( あるいは,特定言語からの)変換が必要になった場合, この新たな言語に関する同様な 2 つのツールを開発するだけでよく,あとはこうしてできた 4 つのツールを組み合わせることで目的が達成できる.これを従来の方法で行なおうとすると,双方の特定言語を意識しつつツール開発を行なう必要があり, また他の言語との変換が必要になったときにせっかく開発したツールがほとんど利用できないこと. になる. この点中間言語を用いれば, 1度開発したツールは何度も再利用できる点で優れている･

2‑2

中間言語の設計

まえがきで述べたように, プログラム変換の必要性は従来の比較的低機能な言語 ( 以後, 低言語と呼ぶ)から,,最近注目されている構造化プログラミングを意識した高機能な言語 ( 以後,高言語と呼ぶ)‑の変換 (これを,低高変換と呼ぶことにする)が主であり,例えはC 言語から BASI C といった逆方向の変換 ( 高低変換)はあまりニーズがないとみてよい.

ただ,高言語間の相互変換は必要であろう.

このような実状を考慮して,中間言語のレベルを高言語,低言語のどちらに置くかを検討

(3)

図

1 UNIX(4.2/3)

における

Cコ

ソ′ tイルの処理過程

( a ) 直接変換 O ) ) 中間言語を仲介とした変換

図 2 2 つのプt ]グラム変換方法

(4)

4

堀内征治･堀内泰輔

する必要がある.一般に低高変換は,高言語の低言語以上の機能を犠牲にすれば容易である.

逆に高低変換は展開を要するため極めて困難といえる.低言語間,高言語間の変換は,高低変換に比べれば容易である. この考察から,中間言語を低言語にすると,高言語間の変換をする際に高低変換が必要になり不利になる.一方中間言語を高言語にすれば, この問題は生

じない. このことから,中間言語の機能を豊富にすることが低高変換においては重要となる.

前述のように,通常は高低変換の必要性はあまりないが,情報処理教育の面から見ると, これも必要になる.つまり,構造化言語を教育したいが,現実にはそのための資源がなく, BASI C 等の非構造化言語で教育せざるを得ないときに,構造化フローチャートとしての PAD や構造的な疑似言語を援用する場合, これら高言語から BASI C 等の低言語への高低変換ツールが必要となる.以上のことから, このような高低変換においては,中間言語のレベルを高言語,低言語のどちらに匿いても差異はないといえる.

表

l

中間言語の文法

く 7 ● ロケ ■

ラム〉::

= くステ I t J 州〉くくステ I Hyト〉 )

くステー日ソト〉･ . ･ . ;く代入文〉 lく入力文〉 lく出力文〉r く d i l n 文〉 tく制御文〉く代入文〉:: ;く変数〉≡く式〉ls y a p く変数〉.く変数〉

く入力文〉 : : … i n く変数〉( く.変数〉I

く出力文〉 : : = o u t く変数〉 rく式〉 1 , く変数〉I く式〉I

く d i m 文〉 : : = d i m く変数〉( く整定数〉日,く変数〉( く整定数〉)I く制御文〉 : : ≡ く i f 7 °ロ1 ク〉l く y h i l e 7 ●Dl ク〉)く f o r 7 ■叫ク〉lく b r e a k 文〉

く i f 7 ' t l 1 ク〉 . I : : i f く式〉くポーr fンr )( くポーり州〉 Ie n d i fJ

i f く式〉

くスト

りン I 〉1 くス

ト

りント〉 Ie l s e くステーけント〉 t くステーりント〉 Ie n d i f く y h i l e 7 ■ ロ 1 ク〉 : : ; d oy h i l e く式〉くステー t fント〉t くステー日ソ t ) I1 . o o p

く f o r 7 ° t ] 7 ク〉 : : ; d of o r く整変数〉 ≡く式).く式〉

くステー

ト

J

yト〉( くステー t /ンr ) Il o o p く b r e a k 文〉 : : = b r e a k

く変数〉:: =く識別子〉l く識別子〉く型文字〉1 く配列変数〉

く識別子〉:: ;く英字〉( く英字〉

く英字〉:: = alblcl d

く数字〉 : : = 112131 4

^j

lklll nl n

^l

ol pl qlrlsltlu

^l

v l yf xl ylz 0

く型文字〉:: = % l

H #lS

く配列変数〉:: =く識別子〉( く式〉 ) Lく識別子〉く型文字〉( く式〉) く整変数〉:: ;く識別子〉 l く識別子〉篤

く式〉:: ;く単純式〉I く単純式〉

く2

項演算子 1 〉く単純式〉

̀ く単純式〉:: =く符号〉く項〉 lく符号〉く項〉く2 項演算子 2 〉く項〉

く符号〉:: = 1 十トI く2 項演算子 1〉 ; ; = く

く2 項演算子 2 〉 : : ≡ + 〉

l

く〉1く =l く ;

‑J o r

く項〉:: ≡く因子

〉

lく因子〉く乗除演算子〉

く乗除演算子

〉::

; *[ /

l

m o dI a n d

く因子〉:. I :く変数〉 lく関数名〉( く式〉 I . く式〉 1 日 ( く式〉 )l r L O t く因子〉 lく定数〉

く関数名〉 : : ; a b sls q rls i nIc o sHx p

く定数〉:: ;く数値定数〉 lく文字定数〉く数値定数〉:: ;く整定数〉 lく実定数〉

く整定数〉:: =く符号〉く数字列〉

く数字列〉:: =く数字〉I く数字〉〉

く実定数〉:: ;く符号〉く数字列〉 .く数字列〉′

く文字定数〉:: ;く文字列〉■

く文字列〉:: =くく英字〉 lく数字〉l く特殊記号〉 )

く特殊記号〉 : ; [ (J )J ' :l､H ltl ‑I @llH I ]l り ;l*[ +Jくl

(5)

2 ‑3 PAD トランスレータにおける中間言語の設計

今回の開発では ,PAD ( Pr obl e m Anal ys i sDi a gr am :1 9 7 0 年代に日立製作所で開発された構造化図法)から,低言語としての BASI C や高言語である C 言語や BASI C/ 9 8 ( 構造化 BASI C の 1 つ)へのプログラム変換を対象とした･これは現実に教育面で上記のニーズが高いためである. PAD がきちんとかければ構造化プログラミングを一応習得したことになるし,任意のプT ]グラミシグ言語での記述‑の移行もスムーズである. よって ,PAD は形憩こそ異なるにせよ,一種のプログラミング言語として位置づけられよう･

このように,今回の PAD トラソスレーク開発には,高低,低高の丙変換を伴うこと,および対象を情報処理教育用としたことを考慮した.そのため中間言語のレベルとしては,初歩的なアルゴリズム教育に最低限必要な制御構造とステートメントを扱う程度とし,低言語に近いものに設定した. この中間言語の仕様を表

1

に示す･

3.

システム概要

図

3

に PAD トランスレータの概要を示す･システム全体は,メニュープログラム ,PAD ェディタ , 3 本の中間言語変換プログラムの 5 本のプログラムからなる･

三三三｣

iiZSiZ!

墜 _⊥ 塗

壁

転｣i i i _ー i i i _̲̲̲ i i i i i i i i i i i i i

iii_｣塵_̲_̲̲

堕｣

二二に

二

二. ̲

由匡垂 ∃

巨

空コ

図 3 PAD トラソスレークシステム枕要図

pAD エディタは PAD チャートを画面上に作成するためのソフトウェアである･入力装置としてはマウスを積極的に活用し,キーボードの使用は PAD シンボル内のステートメ

+/

トやファイル名入力など,最小限に抑えた.さらに,マニュアルなしでも操作できるよう各 pAD シンボルや諸機能をアイコン化し, シンボルの配置･結線から中間言語への変換に至るまでを簡単な操作で行えるよう配慮した.なお ,PAD エディタの出力は

2

つあり ,PAD 図の再編集に必要なイメージファイルと,中間言語に変換されたソースファイルである･

中間言語から3 つの特定言語への変換は,それぞれの中間言語変換プログラムにより行な

われる.制御構造の弱い BASI C への変換は高低変換,機能の多い C 言語と BASI C/ 9 8 へ

の変換は低高変換となる.

(6)

6

堀内征治･堀内春輔

なお, これら一連の操作を簡単化するために,全体を統括するメニュープログラムも作成した. また, ターゲットマシンは

FMR‑50

( 富士通製)であり, ソブトの開発には

C

言語

(LatticeC)

を用いた.

4.

PAD エディタ

メニュープログテムから PAD ェディタに制御が移ると,図 4 に示す初期画面が現れる.

これは,前述のように,新たに PAD 図を作成する場合と,すでに保存されているものの再編集を可能とするように設計したもので,次の

3

群の機鹿をそれぞれ,画面左端にアイコン化した.

(1)

PAD 作図の長めの各種シンボル

ボ

ックスの配置と結線のための機能シンボル

(2)

画面のイメージファイルの保存および呼び出しのための機能

(3)

PAD エディタからメニュープログラム‑の移動用機能

これらの中で ,( 1 ) の作図に関するシンボルは図 5 に示す 6 種類に限定した.先に述べたように ,PAD トランスレータを情報処理教育用の入門に有用とするための配慮から,必要度中限のものに放ったためである.

1989/09/29 15:26:17

f ^l ^{通常シンボル}

l ^{入力シンボル}

出力シンボル

l l ^{反榎シンボル}

(. 選択シンボル

図 4 PAD ェディタの初期画面 ( 部分) 図 5 PAD シソポル一覧表

PAD チャートの描画は, シンボルアイコンの選択と配置,そしてシンボル内への記述項

日の入力を繰り返した後∴各シンボルを結合するという手順をとる.原則としてマウスの左

ボタンは選択,右ボタンはキャンセルとした. また,各シンボル結合の手続きでは,不適切

なシンボル同士が結ばれないようチェックも施した.なお,画面は開始時の状態に対して上

(7)

図 6 PAD の例

1989/09/29 15:22:22

[:コ

⊂⊃⊂=〕[コ】1

l >

▲

▼ w a p x( i )

mX(50) l

l X( i + 1 )

=1

r 1‑Ol

〜

50 x(i(I)(+i) ‑/＼

I l e L "'

1

儒 L x i k i iLJ / 酢 → ‑ = > i 号,

英小図 7 PAD コエディタの使用例

下左右にスクロールでき,可視画面の

9

倍までの作図が可能である.図

6

に示す PAD の簡単な例を ,PAD エディタに展開したものが図

7

である.

前述のように ,PAD ェディタの出力対象はイメージファイルと中間言語ファイルの

2

つであり

,SAVE

アイコンをクリック後, システムが発生するメッセージに答える形で選択できる･

･r

トランスレート｣を指定すると,後述す亭ような形で中間言語ファイルがカレント

ドライブに保存される.･このときのファイル名拡張子は｢

.

PCD ｣とした.

中間言語へのトランスレートのアルゴリズムを図 8 に示す.

図 8 中間言語へのトラソス･レ‑′ トのアルゴリズム

(8)

8

堀内征治･堀内泰庫

PAD チャートにおける開始シンボルの検索は,作図されたパターンを解析することによって行われ, これによりツリーウォークの開始点が定まる.開始点が確定されると,そのシンボルの種類に応じたキーワードと内容,次のシンボルの番号を与え,以下このループを繰り返す. シンボルの種類が選択シンボルや反復シンボルのときは,そのシンボルの右側のシンボルに制御が移る. このときの右側のシンボルを子シンボル,元のものを親シンボルと称した. これらの制御ブロックが閉じるときには,ループの終わりを示すキーワード (

"loop"

"endif

" ) が与えられ,再び,親シンボルの下に制御が移ることになる. このような検索をしながら,個々の PAD シンボルに対し,一対一の中間言語が生成される.図 9 に図 7 のトランスレート結果を示す.

なお ,PAD ェディタからメニュープログラムへの移行は ,END アイコンの選択により, 自動的に行われる.

dimx(50) dofori=0.50 ifx(

i )

くⅩ(i+1)

swapI(i).I(i+1)

k=i

doWhilekく〉1 k=k‑1

ifx(k)くx(k+I)

swapx(k).x(k+1)

else break endif loop endif loop

100D川 X(50) 110FORI=OTO50

120 IFX

(

I)くX(Ⅰり)THEN 130 SYAPA(I).X(I+1) 140 Ⅹ=1

150 DOYHILEKく〉1 160 E=K‑1

170 IFX(Ⅹ)くX(K+I)THEN 180 SYAPA(I(),X(K+1) 190 ELSE

200 EXITFOR 210 ENDlF 220 LOOP 230 ENDIF 240NEXTI

図9 中間言語‑の変換例図 1 0 BASI C/ 9 8 ‑の変換例

5.

高級言語へのトランスレート

今回開発した PAD トランスレータでは,前述のように BASI C ( N8 8 BASI C) ,構造化 BASI C ( BASI C/ 9 8 ) および C 言語‑の変換を可能にした. これらの選択は前節同様メニュープログラムでなされ,それぞれの変換ソフトウェアに制御が移る.

第

3

節で述べたように, トランスレータにおける中間言語はかなり BASI C に近い構成となった. もちろん ,PAD 自体が構造化手法を意識した表現形態であるため,中間言語は結果的には構造化 BASI C の性格に似たものとなっている.したがって,中間言語から BASI C/

9 8 への変換はほぼ一対一の対応で処理できる.すなわち,読み込んだ中間言語のリストは先

ずキーワード ( 特定言語の予約語に相当するもの) とそれ以外の情報とに分解される.ヰ ‑

ワードを判定するとターゲット言語である BASI C/ 9 8 の予約語への変換が行おk,その際

に前段で分解された種々の有意情報が当該位置に埋め込まれることになる.図

10

に,変換さ

れた BASI C/ 9 8 のプログラムを示す. これからも明らかなように, プログラムの美化を考

慮してのオートインデント機能も付加した.

(9)

N88BASIC

のような非枯造化

BASIC

への展開は, ことに判定の制御構造に配慮が必要である.今回は条件節として中間言語での条件を論理否定した表現を用い, 自動的に適当な位置にラベルを配して,疑似的に構造化を図って対処した.変換例は図1 1のとおりである･

10

0 DIN

X

(

5 0) 1

10 FOR I王O TO50

12

0 IF NOT(I(I) く X⁽I

+

I) )

T

ElEⅣlEL1

13 0

SYAP X(

I ) ,

^X

(

^I

+1 ) 140

Ⅹ=1

15 0

YHILEKく〉1

16 0

X=Xl1

170

1F NOT

(

X

( K )

^くX

(

K

+1

)) TIIEⅣl

E L 2

180

SYAP X

( K

)

.

X

(

Ⅹ

+1 ) 190

GOTO

I E

NIF2

200

1EL2

21 0

GOTO +LOUT1

22 0

1EⅣ

I F2 23 0

YEND

24 0

1LOUT1

25 0

GOTO +EN

I F1 26 0

I

E L1

27

0 書ENIFl

28 0

^V^ハ ^L^LJ ^̲^▲H^T

図

11 N88BASIC

への変換例

staticfloatxl51】;

staticfloati;

staticfloatk;

voidmain() I

floatpad̲Gyp;

for(i;0;iく;50;l十十日

if(xl(int)i](xl(int)i+1])I pad̲syp;xl(int)i】;

x【(tnt)i】=xl(int)i+l];

xl(int)i+1】=pad̲Gyp;

k;i:

yhHe(k!:

1 日

k=k‑1;

if(xl(ht)k】くxl(int)k+1】)I pad̲syp=xl(iTLt)k];

xl(lTLt)k]

;

x

l

(int)i+1】;

x【(int)k+1】=pad‑syp;

Ielse.I break;

I l I

I

図

12 C

言語への変換例

高言語であるC への変換を試みたものが図1

2

である.

BASIC

系の言語からの変換で最も重要な部分のひとつは変数の型宣言に関わる部分であり,上述のキーワードの判定の際に, 構文解析して変数をピックアップする必要がある. しかるのち,上述のキーワードから予約語部への変換がなされるように設計した.また,この例にみられるように,中間言語で swap

と記述された命令を 3 つの代入文に変換することも必要である. このようなキーワードは数は少ないが入門教育の折りにも必要となることから,本システムではこれらについてもサポ

ートすることとした.

6.

結び

本報では, プログラミング言語間の変換の必要性を強調し, この変換が,中間言語を媒介とした汎用的なシステムとして行われるべきであることを提言した.そして,その第一段階として ,PAD チャートから 3 種煩の高級言語へのトランスレータの開発を行い,その結果について述べた.

構造化プログラミングの教育においては ,PAD からアプローチすることが大きな効果を

もたらすことはすでに報告されているが, さらに,今回開発したトランスレータを初心者の

入門教育に用いたことにより,構造的な言語の教育にきわめてスムースに移行できることが

(10)

10

堀内征治･堀内泰輔

明らかになった. また,非構造的であるとされている従来からの BASI C に変換することも容易となり, あわせて,疑似構造化の啓蒙にも貢献できた. さらに低言語から高言語の変換

の一例として, C言語のトランスレートも実現できた.

これらの変換において設計した中間言語が, このような多言語のトランスレートを必要とするシステムにとって,実に有用であることも実証された. しかし, さらに多くの言語間の変換を目指したり,あるいは, 目的を教育用から実務用に発展させることを考えると, この中間言語の設計はさらに絞密に行うことが必要となろう.

PAD ェディタについても,当初の目的を達することはできたが,スクロールの高速化やアイコンの適切な位置配置などについての改善も必要と思われる. これらの改良については第

2

段階としての言語間トランスレートの開発の中で達成していきたい.

おわりに,本システムの開発の一部は,平成元年度機械工学科の卒業研究のテーマとして与えたものであり, とくに,情報研究室学生岡本寛史君の功掛ま多大である. ここに深く感謝の意を表する.

参考文献

(1)

舌J J l 康丁他 :プt ]グラム変換,共立出版

(1987) (2)

金敷準‑ :PAD入門,サイエンス社

(1988)

A Development of a System for Program Transformation(The first report: A System for the Transformation of Problem Analysis Diagram)Seiji HORIUCHI Taisuke HORIUCHI

プ ロ グ ラ ミン グ言 語 変 換 シ ス テ ム の 開 発

第 1報 PAD トランス レー タの開発 堀内征治 堀内泰輔

,

1

は じ め に

‑‑ ドウェア技術の驚異的な発展に追随するかたちで, ソフ トウェアの面で も幾多のプロ グラミング言語の提案が行なわれ,最近では構造化 プログラ ミング指向の言語 (た とえ はC 言語や構造化BASI

が注 目され 着実にユーザ数を増加 させている.

言語間の変換 ユーテ ィリ テ ィを再開発す る際には,それ までに開発 したプログラムをほ とん ど活かす ことができず, 結果的に多大の労力を強いられることになるだろ う.

* 横桟工学科 助教授

* * 機械工学科 講師

原稿受付 平成元年

月

日

堀内征治 ･堀内泰輔

る.

本報では第一段階 として,中間言語 のアイデアを もとに した

トランス レータについ て述べる

)は, 7°‑チャー トに代わ声,構造化 プログラ ミング用 のツールとして注 目されているものであ り,今回開発 したのは,画面上に描いた

中間言語の設計

中間言語について

中間言語の考え方は,例えは; コンパイラを作成するときに用い られ る.図

は

システムにおける

言語 コンパイラの処理過程を示す. この場合, アセンブ リ言語が中間言 語 として位置づけ られ,他の言語 ( 例 えば

か らの同様な中間言語出力 とア センブ リ言語 レベルで結合 され,最終的に機械語か らなる実行可能プログラムに変換 される.

この仕組みは直接機械語に翻訳す るのに比べ手間がかか るが, コンパイラの開発効率,汎用 性か らみて有用 な手法 といえる.

本稿で提案す る中間言語は, これを高級言語間変換のレベルにまで拡張 しよ うとす るもの で,図 弓には従来の中間言語を用 いずに直接変換す る方法 と本方法を対比 して示 した･本方 法を

中間言語の設計

ただ,高言語間の相互変換は必要であろ う.

このような実状を考慮 して,中間言語のレベルを高言語,低言語のどちらに置 くかを検討

図

におけ る

ソ′ tイルの処理過程

( a ) 直接変換 O ) ) 中間言語を仲介とした変換

図 2 2 つのプt ]グラム変換方法

堀内征治 ･堀内泰輔

す る必要がある.一般に低高変換は,高言語の低言語以上 の機能を犠牲にすれば容易である.

じない. このことか ら,中間言語の機能を豊富にすることが低高変換においては重要 となる.

表

中間言語 の文法

く 7 ● ロ ケ ■

= く ス テ I t J 州〉く く ス テ I Hyト 〉 )

く ス テ ー 日ソト 〉･ . ･ . ;く代入文 〉 lく 入 力文 〉 lく出力文 〉r く d i l n 文 〉 tく制御文 〉 く代入文 〉:: ;く変数〉≡く式 〉ls y a p く 変 数〉.く 変数 〉

く入力文 〉 : : … i n く変数〉( く.変 数〉I

く出力文 〉 : : = o u t く変数 〉 rく 式 〉 1 , く 変 数 〉I く 式 〉I

く d i m 文 〉 : : = d i m く変数〉( く整定 数 〉 日,く変数〉( く整定 数〉)I く制御文 〉 : : ≡ く i f 7 °ロ1 ク 〉l く y h i l e 7 ●Dl ク 〉)く f o r 7 ■叫 ク 〉lく b r e a k 文〉

く i f 7 ' t l 1 ク 〉 . I : : i f く式 〉く ポーr fンr )( く ポー り州 〉 Ie n d i fJ

i f く式 〉

りン I 〉1 く ス

り ン ト 〉 Ie l s e くステーけ ン ト 〉 t く ス テーり ン ト 〉 Ie n d i f く y h i l e 7 ■ ロ 1 ク 〉 : : ; d oy h i l e く式〉 く ス テ ー t fント 〉t く ス テー 日 ソ t ) I1 . o o p

く f o r 7 ° t ] 7 ク 〉 : : ; d of o r く整変数〉 ≡く式).く 式〉

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く変数 〉:: =く識別子 〉l く識別子〉く型文字 〉1 く 配列変数〉

く識別子〉:: ;く英字〉( く英字 〉

く英字〉:: = alblcl d

く数字 〉 : : = 112131 4

lklll nl n

ol pl qlrlsltlu

v l yf xl ylz 0

く型文字 〉:: = % l

く配列変 数〉:: =く 識別子〉( く 式 〉 ) Lく 識別子〉く 型文字 〉( く 式〉) く整変数〉:: ;く識別子 〉 l く識別子〉篤

く式〉:: ;く 単純 式 〉I く単純式〉

項 演算子 1 〉く 単純式 〉

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プログラミング言語変換システムの開発

第 1報 PAD トランスレータの開発堀内征治堀内泰輔

はじめに

‑‑ ドウェア技術の驚異的な発展に追随するかたちで, ソフトウェアの面でも幾多のプログラミング言語の提案が行なわれ,最近では構造化プログラミング指向の言語 (たとえはC 言語や構造化BASI

が注目され着実にユーザ数を増加させている.

言語間の変換ユーティリティを再開発する際には,それまでに開発したプログラムをほとんど活かすことができず, 結果的に多大の労力を強いられることになるだろう.

* 横桟工学科助教授

* * 機械工学科講師

原稿受付平成元年

堀内征治･堀内泰輔

本報では第一段階として,中間言語のアイデアをもとにした

トランスレータについて述べる

)は, 7°‑チャートに代わ声,構造化プログラミング用のツールとして注目されているものであり,今回開発したのは,画面上に描いた

中間言語の考え方は,例えは; コンパイラを作成するときに用いられる.図

言語コンパイラの処理過程を示す. この場合, アセンブリ言語が中間言語として位置づけられ,他の言語 ( 例えば

からの同様な中間言語出力とアセンブリ言語レベルで結合され,最終的に機械語からなる実行可能プログラムに変換される.

この仕組みは直接機械語に翻訳するのに比べ手間がかかるが, コンパイラの開発効率,汎用性からみて有用な手法といえる.

本稿で提案する中間言語は, これを高級言語間変換のレベルにまで拡張しようとするもので,図弓には従来の中間言語を用いずに直接変換する方法と本方法を対比して示した･本方法を

ただ,高言語間の相互変換は必要であろう.

このような実状を考慮して,中間言語のレベルを高言語,低言語のどちらに置くかを検討

における

堀内征治･堀内泰輔

する必要がある.一般に低高変換は,高言語の低言語以上の機能を犠牲にすれば容易である.

じない. このことから,中間言語の機能を豊富にすることが低高変換においては重要となる.

中間言語の文法

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く特殊記号〉 : ; [ (J )J ' :l､H ltl ‑I @llH I ]l り ;l*[ +Jくl

に PAD トランスレータの概要を示す･システム全体は,メニュープログラム ,PAD ェディタ , 3 本の中間言語変換プログラムの 5 本のプログラムからなる･

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二二に

由匡垂 ∃

pAD エディタは PAD チャートを画面上に作成するためのソフトウェアである･入力装置としてはマウスを積極的に活用し,キーボードの使用は PAD シンボル内のステートメ

つあり ,PAD 図の再編集に必要なイメージファイルと,中間言語に変換されたソースファイルである･

中間言語から3 つの特定言語への変換は,それぞれの中間言語変換プログラムにより行な

われる.制御構造の弱い BASI C への変換は高低変換,機能の多い C 言語と BASI C/ 9 8 へ

の変換は低高変換となる.

堀内征治･堀内春輔

なお, これら一連の操作を簡単化するために,全体を統括するメニュープログラムも作成した. また, ターゲットマシンは

( 富士通製)であり, ソブトの開発には

言語

を用いた.

PAD エディタ

メニュープログテムから PAD ェディタに制御が移ると,図 4 に示す初期画面が現れる.

これは,前述のように,新たに PAD 図を作成する場合と,すでに保存されているものの再編集を可能とするように設計したもので,次の

群の機鹿をそれぞれ,画面左端にアイコン化した.

PAD 作図の長めの各種シンボル

ックスの配置と結線のための機能シンボル

画面のイメージファイルの保存および呼び出しのための機能

PAD エディタからメニュープログラム‑の移動用機能

これらの中で ,( 1 ) の作図に関するシンボルは図 5 に示す 6 種類に限定した.先に述べたように ,PAD トランスレータを情報処理教育用の入門に有用とするための配慮から,必要度中限のものに放ったためである.