Эбберс М. Введение в современные мейнфреймы: основы z/OS

Подождите немного. Документ загружается.

262 Глава9

93 Использование ассемблера в z/OS

Ассемблер является символьным языком програм-

мирования, который можно использовать для на-

писания последовательностей инструкций вместо

составления программ на машинном языке. Этот

символьный язык программирования по форме и содержанию является ближайшим

к машинному языку. Поэтому ассемблер является отличным языком для написания

программ, имеющих следующие требования:

• требуется полный контроль над программой, вплоть до уровня отдельных

байтов или битов;

• необходимо написать подпрограммы

для функций, отсутствующих в других

символьных языках программирования, таких как COBOL, FORTRAN или PL/I.

Ассемблер состоит из операторов, представля-

ющих инструкции либо комментарии. Операто-

ры-инструкции являются рабочей частью языка,

и они разделяются на следующие три группы:

•

Машинная инструкция (machine instruction) яв-

ляется символьным представлением инструкции

машинного языка или наборов инструкций, таких

как:

IBM Enterprise Systems Architecture/390 (ESA/390)

IBM z/Architecture

Название «машинная инструкция» используется потому, что ассемблер преоб-

разует ее в машинный код, выполняемый компьютером.

• Инструкция ассемблера (assembler instruction) представляет собой запрос к ас-

семблеру для выполнения определенных операций во время ассемблирования

исходного модуля; например, для определения констант данных, резервирова-

ния областей хранения и определения конца исходного модуля.

• Макроинструкция (macro instruction) или макрос (macro) представляет со-

бой запрос к ассемблеру для обработки предопределенной последователь-

ности инструкций, называемой макроопределением (macro definition).

Из этого определения ассемблер генерирует машинные инструкции и инс

трукции ассемблера, которые он впоследствии обрабатывает, как если бы

они были частью первоначально введенного кода в исходном модуле.

Ассемблер создает листинг программы, содержащий информацию, сгенерирован-

ную на различных этапах процесса ассемблирования

. Он является полноценным

компилятором для программ, написанных на языке ассемблера.

Подпрограммами называются программы, часто вызываемые другими программами и по определению тре-

бующие высокой производительности. Ассемблер является отличным языком для написания подпрограмм.

Листинг программы не содержит всей информации, генерируемой в процессе ассемблирования. Для

захвата всей информации, которая может находиться в листинге (и сверх этого), программист z/OS

может задать опцию ассемблера ADATA, чтобы ассемблер генерировал файл SYSADATA в качестве вы-

ходных данных. Файл SYSADATA не предназначен для чтения человеком; его содержимое имеет формат,

предназначенный для обработки специальным инструментом. Использование файла SYSADATA проще

для обработки инструментами, чем извлечение подобных данных посредством «listing scrapers» (анали-

заторов листингов), что применялось ранее.

Ассемблер–

компилятордляпрограмм,

написанныхнаязыке

ассемблера

Компилятор–

программныйпродукт,

выполняющий

преобразованиенабора

оператороввысокоуровневого

языкавнизкоуровневое

представление

 Проектированиеиразработкаприложенийдляz/OS 263

Кроме того, ассемблер генерирует информа-

цию для других обработчиков, в частности для

компоновщика (или редактора связей, как он на-

зывался в ранних версиях операционной систе-

мы). Прежде чем компьютер сможет выполнить

вашу программу, объектный код (называемый объектным модулем или просто OBJ)

должен пройти через процесс разрешения адресов размещения инструкций и дан-

ных. Этот процесс называется редактированием связей (linkage-editing или link-edit-

ing) и выполняется компоновщиком.

Компоновщик или редактор связей (дополни-

тельные сведения см. в разделе 10.3.7 «Как исполь-

зуется редактор связей?») использует информацию

в объектных модулях для их объединения в загру-

зочные модули. При вызове программы загрузоч-

ный модуль, сгенерированный компоновщиком,

загружается в виртуальную память. После загрузки программы его можно выполнять.

Эти этапы представлены на рис. 9.1.

Сообщения

и листинги

Операторы

исходного кода

на ассемблере

Версия

программы

на машинном

языке

Высокоуровневый

ассемблер

Компоновщик

Исполняемый

загрузочный

модуль

Рис 91 Преобразованиеисходногокоданаассемблеревисполняемыймодуль

Дополнительные сведения. Дополнительные сведения об использовании язы-

ка ассемблера в z/OS см. в руководствах HLASM General Information, GC26-4943 и HLASM

Language Reference, SC26-4940. Эти книги доступны в Интернете по адресу:

http://www.ibm.com/servers/eserver/zseries/zos/bkserv/find_shelves.html

Компоновщик–

осуществляеткомпоновку

(связывание)объектных

модулейвзагрузочные

модули

Загрузочныймодуль–

генерируетсяредактором

связейизобъектныхмодулей;

готовкзагрузке

ивыполнению

264 Глава9

94 Использование COBOL в z/OS

COBOL (Common Business-Oriented Language) представляет собой сходный с англий-

ским язык программирования, широко используемый для разработки бизнес-ориен-

тированных приложений в сфере обработки коммерческих данных. В свое время

COBOL был почти общим обозначением языков программирования на компьютере.

Однако в этой главе все упоминания COBOL относятся к продукту IBM Enterprise CO-

BOL для z/OS и OS/390

Помимо традиционных возможностей, предо-

ставляемых языком COBOL, эта версия COBOL

способна посредством использования функций

COBOL осуществлять интеграцию COBOL-прило-

жений в веб-ориентированные бизнес-процессы.

Возможности этого продукта позволяют разработчикам приложений следующее:

• использовать новые функции отладки в Debug Tool;

• обеспечивать взаимодействие с Java, когда приложение выполняется в Java-за-

висимом регионе в IMS;

• упростить компонентное представление COBOL-программ и обеспечить взаи-

модействие с Java-компонентами в распределенных приложениях;

• обеспечивать обмен и использование данных в стандартных форматах, вклю-

чая XML и Unicode.

Отладка–

подотладкойпрограмм

понимаетсяпоискошибок

висходномкоде

(программнойлогике)

Сообщения

и листинги

Операторы

исходного кода

на высокоуровневом

языке

Версия

программы

на машинном

языке

Компилятор

высокоуровневого

языка

Компоновщик

Исполняемый

загрузочный

модуль

Рис 92 Преобразованиеисходногокоданавысокоуровневомязыкевисполняемыймодуль

 Проектированиеиразработкаприложенийдляz/OS 265

Использование Enterprise COBOL для z/OS и OS/390 позволяет обеспечить взаи-

модействие между COBOL- и Java-приложениями в среде электронного бизнеса.

Компилятор COBOL создает листинг программы, содержащий всю информацию,

сгенерированную во время компиляции. Компилятор также создает информацию

для других обработчиков, в частности, для компоновщика.

Прежде чем компьютер сможет выполнить вашу программу, объектный модуль

должен пройти еще один этап обработки для разрешения адресов размещения инс-

трукций и данных. Этот процесс называется редактированием связей и выполняется

компоновщиком.

Компоновщик использует информацию в объектных модулях для их объединения

в загрузочные модули (дополнительные сведения см. в разделе 10.3.7 «Как использу-

ется редактор связей?»). При вызове программы загрузочный модуль, сгенерирован-

ный компоновщиком, загружается в виртуальную память. После загрузки программы

его можно выполнять.

На рис. 9.2 представлен процесс трансляции операторов исходного кода на языке

COBOL в исполняемый загрузочный модуль.

Этот процесс подобен трансляции программ на ассемблере. В действительности

такой же процесс используется во всех компилируемых высокоуровневых языках.

941 Формат программы на языке COBOL

За исключением операторов COPY и REPLACE и маркера конца программы, все опе-

раторы, записи, параграфы и разделы исходной программы на языке COBOL группи-

руются в четыре раздела (divisions):

• Раздел идентификаций (IDENTIFICATION DIVISION), определяющий имя про-

граммы и, если нужно, содержащий прочую идентифицирующую информацию.

• Раздел оборудования (ENVIRONMENT DIVISION), где описываются аспекты

программы, зависящие от вычислительной среды.

• Раздел данных (DATA DIVISION), где определяются свойства данных в одной из

следующих секций внутри раздела данных (DATA DIVISION):

Секция файлов (FILE SECTION), определяющая данные, используемые

в операторах ввода-вывода.

Секция связей (LINKAGE SECTION), описывающая данные из другой программы.

При определении данных, предназначенных для внутренней обработки:

Секция рабочей памяти (WORKING-STORAGE SECTION), описывающая ста-

тически выделяемую память, используемую на протяжении существования

запущенного модуля.

Секция локальной памяти (LOCAL-STORAGE SECTION), описывающая па-

мять, выделяемую при каждом вызове программы, и освобождаемую по за-

вершении выполнения программы.

Секция связей (LINKAGE SECTION), описывающая данные из другой про-

граммы.

• Раздел процедур (PROCEDURE DIVISION), где определяются инструкции, свя-

занные с управлением данными, и интерфейсы с другими процедурами.

266 Глава9

Раздел процедур программы разделен на несколько секций и параграфов, со-

держащих предложения и операторы, как описано ниже.

Секция – логический подраздел логики обработки. Секция содержит заго-

ловок, за которым может следовать один или несколько параграфов. Секция

может вызываться оператором PERFORM. Один из типов секций предна-

значен для объявления.

Объявления (declaratives) представляют собой набор из одной или несколь-

ких секций специального назначения, написанных в начале раздела проце-

дур (PROCEDURE DIVISION), первая из которых предваряется ключевым

словом DECLARATIVES и последняя из которых завершается ключевым сло-

вом END DECLARATIVES.

Параграф – подраздел секции, процедуры или программы. Параграф может

вызываться оператором.

Предложение – набор из одного или нескольких операторов языка COBOL,

завершающийся точкой.

Оператор – выполняет определенный этап обработки на языке COBOL, на-

пример, сложение двух чисел.

Фраза – подраздел оператора.

Примеры разделов в языке COBOL

Пример 9.1. Раздел идентификаций (IDENTIFICATION DIVISION)

IDENTIFICATION DIVISION.

Program-ID. Helloprog.

Author. A. Programmer.

Installation. Computing Laboratories.

Date-Written. 08/21/2002.

Пример кодирования ввода-вывода

Пример 9.2. Раздел оборудования (ENVIRONMENT DIVISION)

ENVIRONMENT DIVISION.

CONFIGURATION SECTION.

SOURCE-COMPUTER. computer-name.

OBJECT-COMPUTER. computer-name.

SPECIAL-NAMES.

special-names-entries.

INPUT-OUTPUT SECTION.

FILE-CONTROL.

SELECT [OPTIONAL] file-name-1

ASSIGN TO system-name [FOR MULTIPLE {REEL | UNIT}]

[.... .

I-O-CONTROL.

SAME [RECORD] AREA FOR file-name-1 ... file-name-n.

 Проектированиеиразработкаприложенийдляz/OS 267

Описания пользовательской информации представлены ниже Примера 9.3.

Пример 9.3. Входные и выходные файлы в FILE-CONTROL

IDENTIFICATION DIVISION.

. . .

ENVIRONMENT DIVISION.

INPUT-OUTPUT SECTION.

FILE-CONTROL.

SELECT filename ASSIGN TO assignment-name

ORGANIZATION IS org ACCESS MODE IS access

FILE STATUS IS file-status

. . .

DATA DIVISION.

FILE SECTION.

FD filename

01 recordname

nn . . . fieldlength & type

. . .

WORKING-STORAGE SECTION

01 file-status PICTURE 99.

. . .

PROCEDURE DIVISION.

. . .

OPEN iomode filename

. . .

READ filename

. . .

WRITE recordname

. . .

CLOSE filename

. . .

STOP RUN.

org

обозначает организацию и может принимать значения SEQUENTIAL, LINE SE-

QUENTIAL, INDEXED или RELATIVE.

access

обозначает режим доступа и может принимать значения SEQUENTIAL,

RANDOM или DYNAMIC.

iomode

обозначает режим INPUT или OUTPUT. Если осуществляется только чте-

ние из файла, следует использовать значение INPUT. Если выполняется только запись

в файл, следует использовать значение OUTPUT или EXTEND. Если осуществляется

и чтение, и запись, следует использовать значение I-O, если не используется органи

зация LINE SEQUENTIAL.

Также задаются прочие значения, такие как

filename

recordname

fieldname

(

в нашем примере),

fieldlength

type

268 Глава9

942 Связь между JCL и программными файлами в COBOL

В Примере 9.4 представлена связь между JCL-операторами и файлами COBOL-про-

граммы. Отсутствие ссылок на физическое расположение файлов данных в програм-

ме позволяет достичь независимости от устройств. Другими словами, можно изме-

нить расположение данных и их имя, не изменяя программу. Для этого требуется

только лишь изменить JCL-код.

Пример 9.4. Связь между JCL и программными файлами в COBOL

//MYJOB JOB

//STEP1 EXEC IGYWCLG

...

INPUT-OUTPUT SECTION.

FILE-CONTROL.

SELECT INPUT ASSIGN TO INPUT1 .....

SELECT DISKOUT ASSIGN TO OUTPUT1 ...

FILE SECTION.

FD INPUT1

BLOCK CONTAINS...

DATA RECORD IS RECORD-IN

01 INPUT-RECORD

...

FD OUTPUT1

DATA RECORD IS RECOUT

01 OUTPUT-RECORD

...

//GO.INPUT1 DD DSN=MY.INPUT,DISP=SHR

//GO.OUTPUT1 DD DSN=MY.OUTPUT,DISP=OLD

В Примере 9.4 представлен поток задания, выполняющего компиляцию, связыва-

ние и запуск программы

на COBOL, содержащий операторы файловой программы

и соответствующие им JCL-операторы.

Операторы COBOL SELECT создают связи между DD-именами INPUT1 и OUTPUT1

и описаниями COBOL FD INPUT1 и OUTPUT1, соответственно. COBOL FD связаны

с групповыми элементами INPUT-RECORD и OUTPUT-RECORD.

DD-карты INPUT1 и OUTPUT1 связаны с наборами данных MY.INPUT и MY.OUT-

PUT, соответственно. Конечный результат этого связывания в нашем примере состоит

в том, что эти записи, считываемые из файла INPUT1, будут считываться из физичес-

кого набора данных MY.INPUT, и записи, записываемые в файл OUTPUT1, будут запи-

сываться в физический набор данных MY.OUTPUT. Программа полностью независима

от размещения данных и имени наборов данных.

На рис. 9.3 показана связь между физическим набором данных, JCL и программой

для Примера 9.4.

 Проектированиеиразработкаприложенийдляz/OS 269

DDNAME

DSNAME

OPEN FILE=INPUT1

READ FILE=INPUT1

...

CLOSE FILE=INPUT1

//INPUT1 DD DSNAME=MY.INPUT

MY.INPUT

Программа

JCL задания

Рис 93 СвязьмеждуJCL,программойинаборомданных

И снова, так как программа не осуществляет каких-либо обращений к физическо-

му набору данных, не требуется перекомпилировать программу в случае изменения

имени или расположения набора данных.

943 Выполнение COBOL-программ в среде UNIX

Для запуска COBOL-программ в среде UNIX необходимо их скомпилировать с помощью

компилятора Enterprise COBOL или COBOL для OS/390 и VM. Они должны быть реентера-

бельными, поэтому следует использовать опцию компилятора и компоновщика RENT.

944 Связь с Jaa-методами

Для обеспечения межъязыкового взаимодействия с Java необходимо следовать опре-

деленным правилам и указаниям по следующим аспектам:

• использование служб в интерфейсе JNI (Java Native Interface);

• кодирование типов данных;

• компиляция COBOL-программ.

Из COBOL-программ можно вызывать методы, написанные на языке Java, и из Java-

программ можно вызывать методы, написанные на языке COBOL. Для простых воз-

можностей работы с объектами в Java можно использовать объектно-ориентирован-

ный COBOL. Для дополнительных возможностей Java можно вызывать службы JNI.

Так как Java-программы могут быть многопоточными и использовать асинхрон-

ные сигналы, следует компилировать COBOL-программы с опцией THREAD.

945 Создание DLL или DLL-приложения

Динамическая библиотека (DLL) представляет собой файл, содержащий исполняе-

мый код и данные, подключаемые к программе во время выполнения. Код и данные

в DLL могут совместно использоваться несколькими приложениями одновременно.

Создание DLL или DLL-приложения подобно созданию обычного COBOL-приложе-

ния. Оно включает написание, компиляцию и компоновку исходного кода.

При разработке DLL или DLL-приложения следует обращать особое внимание на

следующее:

270 Глава9

• определение того, каким образом части загрузочного модуля или приложения

связаны друг с другом или с другими DLL;

• определение того, какие механизмы компоновки или вызовов использовать.

В зависимости от того, требуется ли использовать загрузочный модуль DLL или

загрузочный модуль, обращающийся к отдельной DLL, нужно использовать разные

опции компилятора и компоновщика.

946 Структурирование объектно-ориентированных приложений

Можно структурировать приложения, использующие синтаксис объектно-ориенти-

рованной версии COBOL, одним из трех способов. Объектно-ориентированное при-

ложение может начинаться с:

• COBOL-программы, которая может иметь любое имя;

• определения Java-класса, содержащего метод с именем main. Можно запустить

приложение Java-командой, указав имя класса, содержащего метод main, и ни

одной или несколько строк в качестве аргументов командной строки;

• определения COBOL-класса, содержащего фабричный (factory) метод

с име-

нем main. Можно запустить приложение Java-командой, указав имя класса, со-

держащего метод main, и ни одной или несколько строк в качестве аргументов

командной строки.

Дополнительные сведения. Дополнительные сведения об использовании язы-

ка COBOL в z/OS см. в руководствах Enterprise COBOL for z/OS and OS/390 V3R2 Lan-

guage Reference, SC27-1408, и Enterprise COBOL for z/OS and OS/390 V3R2 Programming

Guide, SC27-1412. Эти книги доступны в Интернете по адресу:

http://www.ibm.com/servers/eserver/zseries/zos/bkserv/find_

shelves.html

95 Связь между JCL и программными файлами

в высокоуровневых языках

В разделе 9.4.2 «Связь между JCL и программными файлами в COBOL» мы рассмотре-

ли, как изолировать COBOL-программу от изменений имени и расположения набора

данных. Метод обращения к физическим файлам с использованием символического

имени файла используется не только в COBOL; он используется во всех высокоуров-

невых языках и даже в ассемблере. Общий пример программы на высокоуровневом

языке, обращающейся к наборам данных посредством символических имен файлов,

см. в Примере 9.5.

Изоляция вашей программы от изменений имени или размещения набора дан-

ных является обычной целью. Однако могут возникать ситуации, когда программе

требуется доступ к определенному набору данных, имеющему определенное распо-

ложение на устройстве хранения с прямым доступом (direct access storage device,

DASD). Это можно выполнить в ассемблере и даже в некоторых высокоуровневых

языках.

 Проектированиеиразработкаприложенийдляz/OS 271

Жесткое кодирование имен наборов данных и прочей подобной информации

в программе обычно не считается в программировании хорошей практикой. Жестко

закодированные значения в программе могут требовать изменений, что, в свою оче-

редь, потребует перекомпилировать программу при каждом изменении значения.

Вынос этих значений за пределы программ, как в случае с обращением к наборам

данных из программы с использованием символического имени, является более эф-

фективной практикой, которая позволяет программе продолжать работу даже при

изменении имени набора данных.

Пример 9.5. Связь между JCL и программными файлами в высокоуровневых языках

//MYJOB JOB

//STEP1 EXEC CLG

...

OPEN FILE=

INPUT1

OPEN FILE=

OUTPUT1

READ FILE=

INPUT1

...

WRITE FILE=

OUTPUT1

...

CLOSE FILE=

INPUT1

CLOSE FILE=

OUTPUT1

//GO.INPUT1 DD DSN=MY.INPUT,DISP=SHR

//GO.OUTPUT1 DD DSN=MY.OUTPUT,DISP=OLD

Более подробное описание использование символического имени для обращения

к файлу см. в разделе 6.5 «Почему z/OS использует символические имена файлов».

96 Использование PL/I в z/OS

Programming Language/I (PL/I, произносится «Пи-эЛ ван») является полнофункцио-

нальным высокоуровневым языком общего назначения, подходящим для разработки

следующих типов программного обеспечения:

• коммерческие приложения;

• инженерные/научные приложения;

• многие другие приложения.

Процесс компиляции исходной программы на языке PL/I и последующей компо-

новки объектного модуля в загрузочный модуль практически ничем не отличается от

соответствующего процесса в COBOL. См. Пример 9.2, раздел 10.3.7 «Как используется

редактор связей?» и рис. 9.3.

Связь между JCL и программными файлами в PL/I осуществляется так же, как

в языке COBOL и других высокоуровневых языках. См. рис. 9.3 и Пример 9.5.