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  • 2019-08-23 11:17:00

    经常开发ros环境的应该知道,当节点太多难以控制的时候,不如写个脚本直接启动多个节点(对应多个终端)。
    下面我们将介绍如何实现启动在多个终端下启动多个节点的方式
    我们先介绍一下终端的一些信息:
    终端输入:

    gnome-terminal
    

    能否打开一个终端,
    然后运行gnome-terminal有一些参数的要求,如下:

    -t  终端的标题    //注意,有些版本不支持
    -e 可以出现多次
    -x 只能出现一次,在-x后面的所有内容,均认为是要执行的命令,所以可以出现空格
    执行脚本后要保持标签不消失,需要加上exec bash 的命令,并用分号跟前面的命令隔开
    

    因此最终命令的样式如下:

    gnome-terminal -t "title" -x bash -c "roslaunch startup start.launch;exrc bash"
    
    

    了解上面后我们可以创建属于自己的脚本了。

    第一步:先创建一个脚本

    cd
    vi run_trx.sh
    

    其内容格式根据自己需要进行修改:

    #!/bin/bash
    
    source ~/Documents/ros/devel/steup.bash
    {
    gnome-terminal -t "start_robot" -x bash -c "roslaunch startup start.launch;exec bash"
    }&
    
    sleep 3s
    source ~/catkin_trx/devel/setup.sh
    {
    gnome-terminal -t "start_trx" -x bash -c "roslaunch asr_trx asr_trx.launch;exec bash"
    }&
    
    需要什么节点按照这个模块添加即可
    

    并且授权限:

    sudo chmod 755 run_trx.sh
    

    最后直接运行脚本文件即可:

    cd
    .run_trx.sh
    
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  • 一个程序从源代码到可执行程序的过程

    万次阅读 多人点赞 2018-06-26 10:45:13
    一个程序一个执行程序的过程:预编译、编译、汇编、链接。 其中,编译是主要部分,其中又分为六个部分:词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、目标代码生成和优化。 链接中,分为静态链接和动态链接...




    一个源程序到一个可执行程序的过程:预编译、编译、汇编、链接。
    其中,编译是主要部分,其中又分为六个部分:词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、目标代码生成和优化。
    链接中,分为静态链接和动态链接,本文主要是静态链接。

    一、预编译:主要处理源代码文件中的以“#”开头的预编译指令。处理规则见下
    1.删除所有的#define,展开所有的宏定义。
    2.处理所有的条件预编译指令,如“#if”、“#endif”、“#ifdef”、“#elif”和“#else”。
    3.处理“#include”预编译指令,将文件内容替换到它的位置,这个过程是递归进行的,文件中包含其他文件。
    4.删除所有的注释,“//”和“/**/”。
    5.保留所有的#pragma 编译器指令,编译器需要用到他们,如:#pragma once 是为了防止有文件被重复引用。
    6.添加行号和文件标识,便于编译时编译器产生调试用的行号信息,和编译时产生编译错误或警告是能够显示行号。

    C语言的宏替换和文件包含的工作,不归入编译器的范围,而是交给独立的预处理器。
    C语言中源代码文件的文件扩展名为.c,头文件的文件扩展名为.h,经预编译之后,生成xxx.i文件。
    在C++,源代码文件的扩展名是.cpp或.cxx,头文件的文件扩展名为.hpp,经预编译之后,生成xxx.ii文件。

    二、编译:把预编译之后生成的xxx.i或xxx.ii文件,进行一系列词法分析、语法分析、语义分析及优化后,生成相应的汇编代码文件。

    (结合程序来说明编译的几个步骤)
    有C语言的源代码如下:
    arr[3] = (a+4)*(3+8);

    1.词法分析:利用类似于“有限状态机”的算法,将源代码程序输入到扫描机中,将其中的字符序列分割成一系列的记号
    以上的一行C语言程序,一共有16个空字符,经扫描机扫描之后,产生了16个记号。lex可以实现词法分析。见下表:

    这里写图片描述

    见上图:
    词法分析产生的记号分类有:关键字、标识符、字面量(数字、字符串)、特殊符号(加号、等号等)

    2.语法分析:语法分析器对由扫描器产生的记号,进行语法分析,产生语法树。由语法分析器输出的语法树是一种以表达式为节点的树。上述的代码就是
    各种表达式的组合:赋值表达式、加法表达式、乘法表达式、数组表达式和括号表达式组成的复杂表达式。yacc可以实现语法分析,根据用户给定的规则(不同的编程语言对应不同的语法规则)对记号表进行解析。

    这里写图片描述

    见上图:
    整个语句被看作是一个“赋值表达式”,“=”左边是一个“数组表达式”,右边是一个“乘法表达式”。数组表达式又由两个符号表达式组成,符号表达式就是最小的表达式,之后同理。

    在语法分析的同时,就把运算符的优先级确定了下来,如果出现表达式不合法,——各种括号不匹配、表达式中缺少操作,编译器就会报错。

    3.语义分析:语法分析器只是完成了对表达式语法层面的分析,语义分析器则对表达式是否有意义进行判断,其分析的语义是静态语义——在编译期能分期的语义,相对应的动态语义是在运行期才能确定的语义。
    其中,静态语义通常包括:声明和类型的匹配,类型的转换,那么语义分析就会对这些方面进行检查,例如将一个int型赋值给int*型时,语义分析程序会发现这个类型不匹配,编译器就会报错。

    经过语义分析阶段之后,所有的符号都被标识了类型(如果有些类型需要做隐式转化,语义分析程序会在语法树中插入相应的转换节点),见下图:

    这里写图片描述
    这个语句中的类型都是int型,无须做转换。

    4.优化:*源代码级别的一个优化过程*,例如该语句中的(3+8)的值可以在编译期确定,源代码优化器会将整个语法树转换成中间代码——语法树的顺序表示,十分接近目标代码。
    中间代码有很多种类型,最常见的是“三地址码”和“P-代码”,其中三地址码的基本形式为:x = y op z,表示将变量y和z进行op操作后,赋值给x,op操作可以是加减乘除等。
    经优化之后的语法树为:

    这里写图片描述

    该语句的三地址码:
    t1 = 3 + 8;
    t2 = a + 4;
    t3 = t2 * t1;
    arr[3] = t3;

    t1由数字11代替,省去t3,经优化或的三地址码为:
    t2 = a +4;
    t2 = t2 + 11;
    arr[3] = t2;

    另一个关于中间代码的要点:中间代码使得编译器可以被分成前端和后端,编译器前端负责产生与机器无关的中间代码,编译器后端将中间代码转换为机器代码。
    源代码优化去产生中间代码标志着下面的过程都属于编译器后端,后端主要包括:代码生成器和目标代码优化器。

    5.目标代码生成:由代码生成器将中间代码转换成目标机器代码,生成一系列的代码序列——汇编语言表示。

    6.目标代码优化:目标代码优化器对上述的目标机器代码进行优化:寻找合适的寻址方式、使用位移来替代乘法运算、删除多余的指令等。

    上述的六个步骤完毕之后,编译过程也就告一段落了。最终产生了由汇编语言编写的目标代码

    gcc把预编译和编译两个步骤合并成一个步骤。对于C语言的代码,是用“cc1”这个程序来完成这两步,对于C++代码,对应的程序为“cc1plus”。gcc这个命令只是后台程序的包装,根据不同的参数去调用:预编译编译程序——cc1,汇编器——as,连接器——ld。

    C语言的代码,经编译后产生的文件名为xxx.s。

    三、汇编:将汇编代码转变成机器可以执行的指令(机器码文件)。
    汇编器的汇编过程相对于编译器来说更简单,没有复杂的语法,也没有语义,更不需要做指令优化,只是根据汇编指令和机器指令的对照表一一翻译过来,汇编过程有汇编器as完成。

    经汇编之后,产生目标文件(与可执行文件格式几乎一样)xxx.o(Windows下)、xxx.obj(Linux下)。

    但是,经过预编译、编译、汇编之后,生成机器可以执行的目标文件之后,还有一个问题——变量a和数组arr的地址还没有确定。这就需要链接器来搞定啦~

    四、链接:
    1、历史过程:曾经,程序猿门在编程时,使用纸带作为最原始的存储设备,每当程序需要修改时,都要重新扎一条纸带,扎孔的表示1,不扎的是0,一串串1和0就组成了各种各样的指令——跳转等等….
    每一次的修改都非常痛苦,所以先知们就发明了汇编语言,这种编程语言方便之处在于符号的引用,表示跳转指令不再需要记住一串串0和1,终于可以使用符号——foo来表示这个动作了!
    随着汇编语言的普及,程序的代码量也就开始快速膨胀了,汇编语言说它也撑不住了….不过还好,高级编程语言Fortran、C、C++等一个接一个地问世,语言越来越方便了,追求perfect的人们就想:代码咋写更好呢?可不可以把代码按照功能的不同,分成不同的部分,便于日后的修改和重复使用呢?
    有了这个启发,程序猿们越来越得心应手,他们开始把代码按照功能和性质划分,分别形成不同的功能模块,不同的模块之间又按照各种结构来组织。
    发展到如今,软件的规模越来越大,代码动辄数百万行代码,放在一个模块那是万万不行的,维护起来会非常麻烦,所有现在的大型软件往往拥有成千上万的模块,
    模块之间相互独立又相互依赖。
    新的问题来了,一个程序被分割成这么多模块,最后要怎么把这些模块组合形成一个单一的程序?
    答案就是:模块之间,符号的引用
    这就像是一张画有大树的拼图,叶子、枝干、根系都零散的分布在那些拼图碎片上,想要看到完整的大树,我们就会耐心地把那些碎片拼合在一起。

    这里写图片描述

    这些模块之间同样如此,它们依靠那些凸起和凹陷联系在一起,最终组合成一个完整的程序,这样的过程称为——链接。

    这样基于符号的模块化,使得链接过程在整个程序开发中显得十分重要和突出…..

    2、下面就静态链接,进行分析。
    1.链接:“组装”模块的过程。
    2.链接的内容:把各个模块之间相互引用的部分都处理好,使得各个模块之间能够正确地衔接。(就像拼图,凸起和凹槽的位置一定一一对应,否则…)
    3.链接的过程:地址和空间的分配、符号决议(也叫“符号绑定”,倾向于动态链接)和重定位
    以gcc编译器为例,看基本的链接过程:

    这里写图片描述

    .c文件经过编译器、汇编器之后得到目标文件.o,目标文件再与库进行链接得到可执行文件.out。
    库其实就是一组目标文件的打包,这些目标文件中都是一些常用的代码。

    我们在fun.c模块中定义了函数foo(),在main.c模块中引用了foo()函数,在编译过程当中,编译器并不知道main.c中foo()的地址,所以将调用foo()的指令的目标地址部分搁置,
    等到了链接的阶段,链接器会去找到foo()定义的那个模块,在main.o中填入正确的函数地址,这个修改地址的过程被叫做“重定位”,每个被修正的地方叫“重定位入口”。

    这里写图片描述

    以上就是一个程序从源代码到可执行程序的大致过程,这是博主根据《程序员的自我修养——链接、装载与库》来整理的,有兴趣的同学可以自己去琢磨琢磨~





    原博客地址: https://blog.csdn.net/qq_39755395/article/details/78293733
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  • 采用程序设计可以提高处理器的利用率。...程序一个在时间上按严格次序前后相继的操作序列,这些操作是机器指令或高级语言编写的语句。人们习惯的传统程序设计方法是顺序程序设计,计算机也是以...

    采用多道程序设计可以提高处理器的利用率。多道程序设计技术充分发挥了处理器与外围设备以及外围设备之间的并行工作能力,从而提高处理器和其他各种资源的利用率。下面从程序的顺序执行、程序的执行环境和程序的并发执行几方面介绍多道程序设计模型。

    一、程序的顺序执行

    程序是一个在时间上按严格次序前后相继的操作序列,这些操作是机器指令或高级语言编写的语句。人们习惯的传统程序设计方法是顺序程序设计,计算机也是以顺序方式工作的:处理器一次执行一条指令,对内存一次访问一个字节或字,对处部设备一次传送一个数据块。顺序处理也是人们习惯的思考方法,为了解决一个复杂的问题,人们把它分解成一些较为简单、易于分析的小问题,然后逐个解决。也可以把一个复杂的程序划分为若干个程序段,然后按照某种次序逐个执行这些程序段。

    我们把一个具有独立功能的程序独占处理器直到得到最终结果的过程称为程序的顺序执行。程序的顺序执行具有如下特点。

    1.顺序性

    程序所规定的动作在机器上严格地按顺序执行。每个动作的执行都以前一个动作的结束为前提条件,即程序和机器执行它的活动严格一一对应。

    2.封闭性

    程序运行后,其计算结果只取决于程序自身,程序执行得到的最终结果由给定的初始条件决定,不受外界因素的影响。程序所使用的资源(包括处理器、内存、文件等)是专有的,这些资源的状态(除了初始状态外)只有程序本身的动作才能改变。

    3.程序执行结果的确定性

    也称为程序执行结果与时间无关性。程序执行的结果与它的执行速度无关,即处理器在执行程序时,任意两个动作之间的停顿对程序的计算结果都不会产生影响。

    4.程序执行结果的可再现性

    如果程序在不同的时间执行,只要输入的初始条件相同,则无论何时重复执行该程序都会得到相同的结果。

    程序的顺序性和封闭性是一切顺序程序所应具有的特性,从这两个特性出发,不难引出程序执行时所具有的另外两个特性。顺序程序与时间无关的特性,可使程序的编制者不必去关心不属于他控制的那些细节(如操作系统的调度算法和外部设备操作的精确时间等);顺序程序执行结果的可再现性,则对程序检测和校正程序的错误带来了方便。

    二、程序的并发执行

    所谓程序并发执行,是指两个或两个以上程序在计算机系统中,同时处于已开始执行且尚未结束的状态。能够参与并发执行的程序称为并发程序。程序的并发执行,可以充分利用系统的资源,提高计算机的处理能力。但是,程序的并发执行产生了一些和程序顺序执行时不同的特性。程序的并发执行有如下特征。

    1.在执行期间并发程序相互制约

    资源的共享和竞争存在于多道程序的并发执行中,从而制约了各道程序的执行速度。由于本来并无逻辑关系的程序之间产生了相互制约的关系,而各个程序活动的工作状态与所处环境有密切关系,使并发程序的执行出现了“执行——暂停——执行”的活动现象。

    2.程序与计算不再一一对应

    在并发执行中,允许多个用户进程调用一个共享程序段,从而形成了多个“计算”。如在分时系统中,一个编译程序往往同时为几个用户提供编译服务,该编译程序便对应了几个“计算”。

    3.并发程序的执行结果不可再现

    并发程序执行结果与其执行的相对速度以及并发执行的多道程序之间的相互关系有关,导致并发程序的执行结果不可再现,即执行结果是不确定的。

    4.程序的并行执行与程序的并发执行

    多道程序的并发执行是指它们在宏观上,即在某一段时间周期内是同时进行的(这个时间周期,比处理器的指令处理周期要长得多,但是从操作人员的感觉来看,仍然时一个瞬间)。但从微观上看,除了多处理器系统外,在单处理器系统中,这些程序仍然是顺序执行的。

    程序的并行执行与程序的并发执行,这两者存在着差别。前者是指不论从宏观的时间周期上看,还是从微观上看,若干程序确实在同时运行;而程序的并发执行,如果在单处理器系统中,它们在宏观上是同时进行的,但在微观上,这些程序仍然是顺序执行的

    展开全文
  • 应用程序是如何被执行起来的

    千次阅读 2022-03-24 02:27:14
    我们平时所编写的应用程序是如何运行的?

    一、为什么需要操作系统

            数字系统是一个能够对数字信号进行加工、传递和存储的实体,它由各种数字逻辑电路相互连接而成。计算机便是一种广泛的应用的数字系统,所以计算机就是用来对输入的01数字流进行加工处理后输出的机器。

            现代计算机系统是由一个或多个处理器、存储器、输入输出设备以及适配器等主要部分通过总线连成的一个整体。一个计算机是一个复杂的系统,如果每个应用程序员在编写程序时面向裸机编程,便不得不掌握系统的所有细节,此外还要做到管理各个部件并加以优化使用,这是及其麻烦的。所有计算机安装了一层软件,称为操作系统,它的任务是为用户程序提供一个更好、更简单、更清晰的计算机模型。 

    二、应用程序如何被执行

    1)机器指令

            CPU所能识别的机器指令是一列预定义的二进制数字,对于不同的CPU这套指令并不同。当指令和数据被输入到计算机中,计算机将之转换为一列高低电平,以使得计算机的电子器件受到驱动,进行运算。
            计算机上运行的一切程序,都是机器语言程序。包括操作系统和所有的应用软件。这些机器语言的程序,一般都不是直接用机器语言编写的,而是用各种或高级或低级的程序设计语言(包括汇编语言、C语言等)编写后通过翻译程序翻译成机器语言程序,然后再在硬件上运行的。

    2)操作系统如何被启动

            我们知道CPU所能直接访问的是主存,我们所编写或下载的程序是放在硬盘中的,因此所有程序想要被执行必须被加载进主存中才能被CPU访问,操作系统程序也不例外。

            当按下计算机启动键,通电后CPU首先会运行一个称为 基本输入输出系统(Basic Input Output System,BIOS)的程序,是位于一块闪速RAM中的一组代码、01流,。BIOS能够带领CPU识别并加载主板上的重要硬件和集成元件,最重要的一步是找到启动设备,所谓启动设备就是指从哪里加载操作系统。

            通常BIOS会把磁盘当做启动设备,便开始将磁盘的第 0 号块(也被称之为 Master Boot Record,MBR)加载到内存中,其实是 第一阶段 boot loader 程序,CPU控制权便转交到boot loader程序,这样 CPU 终于开始直接与内存交互了,CPU 开始从内存中取出指令然后执行。

            CPU 在执行 MBR 中的代码时会去检查操作系统存在哪个分区中,定位后开始从相应分区的起始位置读取磁盘数据到内存中,这时的磁盘数据中保存的就是第二阶段 boot loader,此时一阶 boot loader 把控制权转交给二阶 2_boot loader,

            2_boot loader 的主要工作将操作系统加载到内存中,此后控制权转交给操作系统,操作系统开始接管计算机,经过一系列自身的初始化后操作系统创建出若干必要进程。

    3)应用程序执行

            进程本质上就是程序的一次执行过程,是操作系统进行资源分配和调度的独立单位。当程序源代码经过 预处理、编译、汇编、链接后形成能被CPU识别的机器指令,即一个可执行文件,当要运行此程序时,操作系统为其创建相应的进程,该程序便可运行起来。

    三、jvm与操作系统的关系

            以上我们可知,一个应用程序的运行需要操作系统的支持。另外目前我们所编写的程序,都是调用操作系统库函数所编写的,程序想要被运行必定离不开操作系统,而java语言号称一次编译到处执行是如何实现的呢?

            JVM是Java Virtual Machine的缩写。它是一种基于计算设备的规范,是一台虚拟机,即虚构的计算机,它屏蔽了具体操作系统平台的信息。

            由于操作系统的不同,一个程序可能要编写几套,十分麻烦 。于是便有了JVM,JVM来向下关联所有操作系统,其能操作所有操作系统,向上程序员提供统一接口,也就是JavaAPI,开发者只需要面向JVM(JavaAPI)编程,编写java源文件,编译之后生成一种“中间码”——字节码。然后不同的硬件平台上安装有不同的Java虚拟机(JVM),由JVM来把字节码再“翻译”成所对应的硬件平台能够执行的代码。

    参考资料:

    操作系统是如何启动起来的? - 折腾族 创客'の博客 (ztuck.vip)

    Java、JVM和操作系统之间的关系,写给新人, - 神一样的存在 - 博客园 (cnblogs.com)

    王道考研

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