Lagervisning. Dina Friis, og Niels Boldt,

Transkript

1 Lagervisning Dina Friis, og Niels Boldt, 6. april 2001

2 Kapitel 1 Sammenfatning Dette dokument er et eksempel på en delvis besvarelse af G-opgaven stillet på Datalogi Formålet er, at vise hvordan en ekstern afprøvning kan konstrueres, dokumenteres og fremstilles. Derfor indeholder dette dokument en analyse som der tages udgangspunkt i, for at konstruere den eksterne afprøvning. Det skal bemærkes at det er en god analyse men ikke et eksempel på en perfekt analyse. Dokumentet er beregnet til studerende på Datalogi 0, og det forventes at opgaveformuleringen af G opgaven er velkendt. 1

3 Indhold 1 Sammenfatning 1 2 Analyse Problemformulering Kriterier Inddata/Uddata Specifikation Tegn Linieskift Komprimering Begrænsninger på inddata

4 Kapitel 2 Analyse Der skal konstrueres et system, som kan vise en tekst entydigt, udelukkende vha. af grafiske tegn samt regenerere den originale tekstreng udfra den dannede streng. Der vil blive taget udgangspunkt i de krav og ønsker der er stillet i opgaveformuleringen. En reference til et krav eller ønske fra opgaveformuleringen, vil være repræsenteret som (1)- (6) i nedenstående tekst. Inddata til funktionen grafiskefratekst vil blive benævnt teksten og uddata fra denne funktion vil blive benævnt som den grafiske tekststreng. 2.1 Problemformulering For at kunne lave en korrekt løsning af opgaven skal følgende problemstillinger overvejes. Hvilke tegn er grafiske/ikke grafiske og hvordan skal ikke grafiske tegn repræsenteres. Hvordan skal linieskift, som forekommer i teksten behandles og hvordan skal disse linieskift repræsenteres grafisk så der opnås en entydig visning. Er der andre tegn end et linieskift-tegn, som kan medføre, at den viste streng skal formatteres på en bestemt måde. Et eksempel kunne være tegnet der repræsenterer tabulator forekommer i teksten. Hvordan sikres en kompakt visning af teksten Kriterier Følgende kriterier lægges der vægt på mht. til den søgte løsning. Løsningen skal være så generel som muligt. Der ønskes en simpel løsning. Regenereringen af den originale tekst skal være simpel. Løsningen skal overholde (1)-(3) og så vidt muligt imødekomme (4)-(6). 2.2 Inddata/Uddata Ifølge opgaveteksten er det klart, at inddata til grafiskefratekst skal være en tekststreng og et tal der angiver den ønskede liniebredde. Uddata vil være en streng bestående udelukkende af grafiske tegn og linieskift-tegn. 3

5 Inddata til tekstfragrafiske vil være en tekststreng bestående udelukkende af grafiske tegn og linieskift-tegnet. Uddata vil være en streng, som består af alle mulige tegn. Der vil være visse begrænsninger på inddata, som vil blive diskuteret senere i analysen. 2.3 Specifikation I dette afsnit vil de valgte løsninger blive beskrevet og der vil blive argumenteret for de valgte løsninger Tegn I denne opgave kan tegnene deles op i tre disjunkte mængder. Der er de grafiske tegn som kan vises direkte på skærmen. Derudover er der de ikke grafiske tegn som skal repræsenteres vha. af en sekvens af grafiske tegn og den sidste klasse er tegn med sideeffekter. Ved en sideeffekt, forstås at tegnet har indflydelse på lokaliseringen af det næste tegn i teksten. Det er vigtigt at være opmærksom på, at et tegn med en sideeffekt ikke kan ses, kun sideeffekten kan bemærkes. Eksempler på tegn med sideeffekt kunne være linieskift og tabulator. Det skal bemærkes at opdelingen af klasserne er systemafhængig, idet et tegn kan være grafisk på et system, mens det er et ikke grafisk tegn på et andet system. Sideeffekterne for et tegn kan også variere, dette afhænger altså også af det aktuelle system. Grafiske tegn Da de grafiske tegn, er forskelligt defineret alt efter hvilket system der tages udgangspunkt i, er en repræsentation af tegn faktisk systemafhængig. Men da det ikke har indflydelse på de generelle principper for den valgte løsning, om et tegn defineres som værende grafisk eller ikke grafisk defineres de grafiske tegn som i opgaveformuleringen. Dvs. grafiske tegn er tegn med valør 32 og med valør Blanktegn vil give problemer, især i sammenspil med linieskift, idet blanktegnet kun er synligt pga. de andre tegn i teksten. Tegn med sideeffekt Det er klart, at linieskift-tegnet skal betragtes som et tegn med sideeffekt. Men er der andre tegn som skal have samme status. Følgende bruges som udgangspunkt for denne vurdering. Sideeffekten af et tegn vil være systemafhængigt. Dvs. for hvert system som dette programmel skal køre på, skal der vælges hvilke sideeffekter man vil tage højde for. Da dette langtfra er en simpel opgave, vælges det at linieskift-tegnet er det eneste tegn der skal have en sideeffekt udfra kriterierne for opgaveløsningen og altså bliver repræsenteret som sig selv. Ikke grafiske tegn De ikke grafiske tegn vil så være de tegn som ikke er grafiske og tegn uden en sideeffekt. Repræsentation af ikke grafiske tegn For at kunne vise en vilkårlig tekst som både kan bestå af grafiske/ikke grafiske tegn vha. af grafiske tegn, er det nødvendigt at definere en repræsentation af de ikke grafiske tegn vha. af de grafiske tegn. Ved en repræsentation af et ikke grafisk tegn forstås en entydig sekvens af grafiske tegn. Ifølge (6) skal denne repræsentation også være så kompakt som muligt. Denne sekvens af grafiske tegn må heller ikke kunne tolkes som en sekvens af grafiske tegn i teksten. Derfor er det nødvendigt at vælge et enkelt grafisk tegn som markerer at de efterfølgende tegn er en repræsentation af et ikke grafisk tegn. 4

6 Men hvordan skal den efterfølgende sekvens af tegn være. Der er gundlæggende to muligheder. Der skal være en fast antal tegn efter hvert markeringstegn. Længden af repræsentationen varierer. Samtidig skal det være muligt at se hvornår repræsentationen slutter. Der skal tages hensyn til (6), når løsningen vælges. Ifølge afsnit er der ialt 95 grafiske tegn. Da en oktet har en variabilitet på 2 8 eller 256 skal det være muligt at repræsentere 256 forskellige tegn. Da 95 af disse er grafiske og et tegn har en sideeffekt må der være 160 (256-90) ikke grafiske tegn. Dvs. en repræsentation af de ikke grafiske tegn med et enkelt grafisk tegn vil ikke kunne lade sig gøre idet der kun er 95 forskellige muligheder. Hvis det vælges at bruge to tegn, ser det straks bedre ud, idet der er 95 2 muligheder, hvilket overstiger 160. Det er altså muligt at repræsentere de ikke grafiske tegn entydigt, ved en sekvens af grafiske tegn, hvor hver sekvens består af netop to tegn. Hvis længden af repræsentationen varierer, kan der repræsenteres 93 ikke grafiske tegn vha. af sekvenser bestående af netop et grafisk tegn. Der bruges jo et grafisk tegn til markeringstegn og et grafisk tegn til at markere at en længere repræsentation følger. Hvis vi så vælger at repræsentere de hyppigst forekommende ikke grafiske tegn med et grafisk tegn vil dette være den mest kompakte løsning. Men denne løsning er ikke simpel og der er ikke nogen logisk måde, hvormed de tegn der repræsenteres ved et tegn, vælges. Derfor forkastes denne løsning. Derfor ønskes der nu at finde en konkret repræsentation af hvert ikke grafiske tegn med to grafiske tegn. Det interessante ved et ikke grafisk tegn vil være valøren. Dvs. det vil være fornuftigt hvis der findes en repræsentation af et ikke grafisk tegn som relativt hurtigt kan omsættes til valøren for det ikke grafiske tegn. Da valøren for et ikke grafisk tegn ligger i mængden {0, 1,..., 255} kan det hexidecimale talsystem bruges til at repræsentere et ikke grafisk tegn, da de første to cifre i dette system har en variabilitet på netop 256. De to cifre kan repræsenteres ved brug af disse grafiske tegn {0,..., 9, a,..., f} Markeringstegnet Som markeringstegn vælges \, fordi dette tegn tit pr. konvention bruges til at fortælle at den næste tegnsekvens repræsenterer noget der ikke er et grafisk tegn. Dette giver anledning til et specialtilfælde når \ mødes i teksten. Enten kan \ nu betragtes som et ikke grafisk tegn eller også kan en speciel sekvens af tegn markere \. Under hensyntagen til (4) vælges det, at markere \ som \\. Afrunding Når en repræsentation af et ikke grafisk tegn begynder markeres dette med \. Et ikke grafisk tegn repræsenteres vha. af valøren angivet i det hexidecimale talssystem og der bruges netop to cifre. \ repræsenteres som \\. Dvs. det ikke grafiske tegn med valør 165 vil blive repræsenteret som \A Linieskift For at kunne honorere (2) og (3) er det nødvendigt at indsætte linieskift i den viste tekst. Men da der samtidig forekommer linieskift i den originale tekst er det klart, at et linieskift ikke blot kan repræsenteres vha. et linieskift idet der så vil opstå tvetydigheder. Derfor er det nødvendigt at skelne mellem linieskift. Linieskift der forekommer i den originale tekst vil blive benævnt som naturligt forekommende linieskift og linieskift der er indsat for at honorere (2) vil blive benævnt som tvungne linieskift. 5

7 Det forudsættes i nedenstående at et linieskift er usynligt idet det ikke kan lokaliseres. Der kan blot konstateres at de efterfølgende tegn starter på en ny linie. Dvs. den problemstilling der behandles i det følgende er, at det skal være muligt at lokalisere et linieskifte og samtidig skal typen af linieskiftet også fremgå af den viste tekst. Repræsentation af linieskift Problemet er altså at lokalisere hvor et linieskifte har fundet sted i teksten og hvilken type linieskift det er. Dette problem opstår i et sammenspil mellem blanktegnet og linieskift-tegnet. Der kan opstå følgende problemer som skal løses En linie fyldes helt ud med tekst og afsluttes med et linieskifte. Lokaliseringen af linieskiftet er altså ikke et problem. Men det er jo ikke muligt at afgøre hvilken type linieskift det har været. Det kan både være et tvungent linieskifte som er indsat eller et naturligt linieskifte der kom som næste tegn i teksten. En linie afsluttes af en sekvens af blanktegn. Der er så følgende fortolkningsmuligheder. For det første kan lokaliseringen af linieskiftet ikke finde sted idet det er umuligt at se hvor mange blanktegn der var. Det kan både være et naturligt linieskifte som optræder inde på linien, et naturligt linieskift som optræder i slutningen af linien eller også er linien blevet afbrudt af et tvungent linieskifte. Dvs. det er heller ikke muligt at bestemme hvilken type af linieskift der forekom. Det er altså klart at en eller begge typer af linieskift skal markeres med en sekvens af grafiske tegn. Specielt skal et naturligt linieskift markeres, da lokaliseringen ellers ville give problemer. Hvilke problemer ville der opstå hvis man valgte at markere et naturligt linieskifte med en sekvens af grafiske tegn. Det forudsættes så at det naturlige linieskifte skulle komme lige efter denne sekvens af tegn, således at lokaliseringen af linieskiftet ikke giver problemer. Dette ville eliminere problemet med at lokalisere et naturligt linieskifte efter en sekvens af blanktegn, idet de ville være efterfulgt af markeringen for et naturligt linieskifte. Det ville også være muligt at bestemme typen af et linieskifte. Men er det også muligt at lokalisere et tvungent linieskift. Det er klart at et tvungent linieskift kan typebestemmes, da ethvert linieskift som ikke efterfølger markeringen af et naturligt linieskift vil være et tvungent linieskift. Lokaliseringen vil heller ikke volde nogle problemer da et tvungent linieskift netop kan optræde et sted på en linie, nemlig i slutningen. Da det af ovenstående diskussion følger at det ikke er nødvendig at markere et tvungent linieskift fravælges dette af hensyn til (6). Se fig. 2.1 for et eksempel. Markering af naturligt linieskifte Idet det i forrige afsnit blev besluttet at markere et naturligt linieskifte skal det nu besluttes hvilken form denne markering skal have. Det er klart at at markeringen skal være en sekvens af grafiske tegn umiddelbart foran det naturlige linieskifte. Der er to muligheder for at repræsentere et linieskifte. 1. Linieskiftet betragtes som et ikke grafisk tegn + et tegn med en sideeffekt. Markeringen af linieskiftet vil altså være \valør. 2. Der findes en specialmarkering, som sættes foran linieskiftet. Ulempen ved 1, er at der bruges tre grafiske tegn på at repræsentere et linieskifte. Dvs. dette strider mod (6) og hvis der kan findes en markering som bruger færre tegn end 1 vil denne markering være at foretrække. Hvis der vælges et tilfældigt grafisk tegn t, til at repræsentere linieskift ville dette tegn skulle ekspanderes til en sekvens af grafiske tegn, hver gang det forekommer i den originale tekst idet der ellers ville opstå tvetydigheder. Se fig

8 I dette eksempel er \n valgt som markør af et naturligt linieskift. (nl) betegner naturligt linieskifte. - betegner et blanktegn. markerer margener på linien. Dette er en tekst , afsluttet med tvungent linieskifte. Dette er en tekst\(nl) Figur 2.1: Lokaliseringen af det tvungne linieskiftet er muligt, idet det må være ved margen. En mulighed ville være, at markere et naturligt linieskifte vha. \ og et tegn t, hvor t / {0,..., 9, a,..., f}, da disse tegn bruges til at repræsentere de ikke grafiske tegn. Denne mulighed skaber ikke tvetydigheder og er lige så kompakt som den forrige løsning og den er bedre end 1, idet der kun bruges to grafiske tegn til at repræsentere et linieskifte. Som tegnet t vælges n, idet det er en gængs standard at lade \n betegne linieskift. Det er klart at et andet markeringstegn end \ kunne være anvendt, men det ville betyde en mindre kompakt og generel løsning, idet der så var endnu et tegn der skulle behandles i stil med \. Indsættelse af tvunget linieskift Ifølge (2) må en linie i udskriften ikke bestå af mere end n tegn. Dette betyder, at hver gang der er n tegn i linien uden et naturligt linieskifte, må der indsættes et tvungent linieskifte. Et ikke grafisk tegn tælles som det antal tegn, der er i repræsentationen af det ikke grafiske tegn. Ekspansion af tegn Det kunne formodes at ekspansionen af ikke grafiske tegn til en sekvens af grafiske tegn ville skabe tvetydigheder, hvis det betød at der skulle indsættes et tvungent linieskift i denne sekvens. Men da et tvunget linieskift ikke betragtes som en del af teksten skaber det ikke problemer idet læsningen bare fortsættes som om linieskiftet ikke har fundet sted Komprimering Ifølge (6) ønskes der en kompakt visning af den originale tekst. Dette kunne opnås ved at komprimere tekststrengen. Ved en komprimering, forstås at en ens sekvens af tegn erstattes entydigt af en kortere sekvens af grafiske tegn. Hvilke tegnsekvenser komprimeres Umiddelbart er der følgende forskellige kombinationer af tegntyper som kunne komprimeres. 1. Alle tegnsekvenser komprimeres. 2. Alle grafiske tegnsekvenser komprimeres. 3. Alle ikke grafiske tegnsekvenser komprimeres. 4. Kun sekvenser af linieskift komprimeres. Ifølge (4) skal de grafiske tegn så vidt muligt vises som sig selv. Dette ønske prioriteres højere end (6) og derfor forkastes mulighed 1 og 2. Men hvordan skal de ikke grafiske tegn og tegn med sideeffekter behandles. I dette tilfælde vil der være en større pladsmæssig gevinst ved en komprimering, idet der bruges tre grafiske tegn til at repræsentere et enkelt ikke grafisk tegn. Men en komprimering strider mod to af kriterierne der er opsat for denne løsning. Nemlig enkelthed i løsningen og enkelthed i regenereringen. Derfor forkastes denne løsning. 7

9 Linieskifte kan behandles specielt, idet en komprimering af et linieskifte kan foretages ved at forkaste sideeffekten af et enkelt linieskift-tegn og udelukkende bruge tegnets grafiske repræsentation. Dette vil give en højere grad af kompakthed og desuden vil det være en konsekvens af (6). Denne løsning er samtidig simpel, idet hvert enkelt repræsentation af et linieskifte uden sideeffekt, kan behandles separat ved regenerering af teksten. Derfor vælges denne løsning. Ifølge (3) skal tegnet der efterfølger et linieskift-tegn begynde forrest på en ny linie. Dvs. for at opfylde dette krav skal der være et linieskifte efter en komprimeret sekvens af linieskift-tegn. Dette linieskifte kan ikke indsættes før denne sekvens idet det ville være i modstrid med (3)(se fig.2.2). Lad #nl# betegne et naturligt linieskifte. "Sådan repræsenteres en sekvens af linieskift-tegn \n\n\n\n#n#" Figur 2.2: Eksempel på repræsentationen af en sekvens af linieskift-tegn. 2.4 Begrænsninger på inddata For at en grafisk tekststreng er lovlig, skal følgende være overholdt. 1. Hvis \ forekommer i et ulige antal alene, skal det være efterfulgt af et n eller to tegn i mængden {0,..., 9, a,..., f}. 2. En eller flere sekvenser af tegnene \n skal være efterfulgt af et linieskift-tegn. Følgende fejlmeddelelser skal gives til brugeren hvis førnævnte situationer opstår. 1. Fejl efter \ på position xx, linie yy. 2. Fejl efter \n på position xx, linie yy. position xx angiver placeringen af det tegn, hvor fejlen opstod. position yy angiver linien hvor fejlen opstod. 8