量子程序设计语言NDQJava2处理系统分析

量子程序设计语言NDQJava2处理系统分析

摘要：ndqjava2是在ndqjava系统的基础上发展而来的，而计算机硬件的革新，也使得量子效应开始影响到电子元件，量子计算也会在不久的未来终将超越传统计算成为一种新型模式。对于量子程序的设计，应用到ndqjava2这种设计语言，这个系统是对ndqjava 的创新，在原本的基础上增加了条件语句、循环语句、子程序、异常处理模块等量子成分，完善了ndqjava系统，使得语法分析更加准确。

关键词：ndqjava2；创新；程序设计；量子成分

中图分类号：tp311.52

量子程序设计语言ndqjava2处理系统，是借助于ndqjava的经典系统，加以相应的量子成分，在ndqjava2的处理系统中，是使用的层层递进的树形结构，把语法树来翻译成java代码，更加有利的实现语法的分析。

1认识ndqjava2语言

ndqjava2是在ndqjava的基础之上，增加了具有量子成分的条件语句、循环语句、子程序等进化而来，形成的是一种混合式的、结构化的量子程序设计语言。但是由于技术的限制，还没有真正的量子计算的问世，要进行ndqjava2设计语言，就要在传统计算机上进行模拟，由于ndqjava2和ndqjava一样，都是以java为基础的，所有要采取从编译到解释的过程。在设计中，也遵循着ndqjava的原则：实用、简明、严谨、快速。

量子成分的条件语句，与java语言的运用相类似，主要是为了解决在ndqjava在书写时没有固定的条件控制语句，时常需要在传统部分与量子部分之间进行切换作业，影响了程序效果。在ndqjava2的条件语句中，每一个作为变量的量子都能独立的使用一个使能量子，更加清晰合理。

量子成分的循环语句，在ndqjava2中会先进行判断，判断语句的真伪，如果证明为真，就进行量子程序表达式的循环，但如果证明为伪，就会终止循环。

量子成分的子程序，解决了程序书写时的重复问题。子程序应用于ndqjava2主要是分为定义、调用这两个部分，能有效减少语言的重复情况，在出现重复的计算时，就可以把相互重复的部分代码变为一个子程序，使程序结构变得更加清晰。

量子成分的异常处理，量子的程序设计语言，与传统的设计语言有一个很大的不同点，就是量子的变量性质。在量子的语言结构中，引起异常变化的因素非常多，比如：if语句的使用，在条件满足的情况下进行，但在条件不满足的情况下就不能进行，就会引起异常情况，异常处理的模块就是专门应对这样的情况。

2ndqjava2系统功能

ndqjava2以其创新的设计，对ndqjava进行系统的优化，也是在java语言的基础上，进行从编译到解释的过程。主要是在词法分析、程序汇编与解释、代码转换这几个领域作用突出。

2.1ndqjava2的词法分析功能

词法分析功能，是ndqjava2的第一大功能，主要是为了对ndqjava2源程序的单词进行识别，并形成单词的序列。由于现在完备的量子技术还没有真正实现，所以在ndqjava2中就包括传统和量子两个部分，本着对已有资源充分利用的原则，把传统经典的部分与量子的部分进行区别处理。

在传统经典的部分中，使用的是java处理，量子部分出现的语法都默认为量子成分，自行设计。两部分别的要创建不同的文件夹进行保存，在运行时要进行判断为哪种部分，如果为量子部分，就利用量子成分的循环语句，进行文件的处理，处理后建立起语法树。如果经判断，为经典的部分，就由java运行。ndqjava2系统中，语言的关键字和分解符都有独特的码与之一一对应，这就把源程序中所出现的单词，转化为单词序列，而标示符用量过大，无法实现一一对应，为了使用方便，就统一为一种码。并进行程序设计，需要使用以的下形式：

开始→ndqjava2源程序→预处理子系统（对多余信息进行删除）→扫描程序（对单词进行实际识别）→单词序列→结束。

2.2ndqjava2的程序汇编与解释功能

为了实现ndqjava2在传统计算机上书写量子的程序，就要设计假设的基本的指令集和汇编的指令集，并使用java来编写相应的汇编程序、解释程序。

ndqjava2中，程序汇编功能是采用的分段汇编，将每一段汇编指令各自进行汇编，再集合起来，形成一个完整的汇编指令，在获取

汇编指令以后需要使用command函数把指令输入到量子的汇编系统中，量子的汇编字符串就是command函数得参数。汇编字符串被空格分隔为多个子串，指令字符串上的第一个子串，就是操作码。根据获得的操作码，查找对应的操作数，生成指令。不同的指令所需要的操作数也各不相同，最后就需要把操作码与操作数进行合并，作为机器的指令向外输出。

程序的解释功能，就是对于机器的指令进行逐条的翻译过程，并执行计算。在程序的解释功能中，经过量子的汇编程序处理过的机器指令存入系统中，以指令地址分类，分为单地址和双地址，单地址的最高操作码位数为0，双地址的最高操作码位数为1。以此来获得准确的操作码。分析得到的操作码，调整与之相匹配的量子操作方法，根据操作数的两种分类：寄存器编码型和数值型，进行操作数据处理，汇集为参数输入函数处理。

2.3ndqjava2的代码转换功能

ndqjava2在进行代码转换的时候，首先要遵循相应的原则，主要是三方面：第一要确保转化的正确性，第二是机构程序要清晰、易读，第三就是要利用自身的java系统，提高效率。

在进行代码转换时，采取树形的逐层转换，先转换低层次的代码，再由低层次的代码来转换高层次的代码，这就很大程度上保证了完整性和正确性。代码之间要层级明确，建立起一个明确的结构，每一个量子成分的代码都要有一个单独的函数，各个函数之间不能在功能上产生交叉和重复。函数之间可以进行上下级的调用，但不能

在同级之间进行调用。在整个ndqjava2系统中，是采用建立语法树，转化为以java语言编写的指令程序，在运用中，要分析整个语法树，对每一个量子模块都进行识别，调用代码的模块转换为函数，进行处理以达到生成的java代码要包含汇编的指令。

经过本文的论述，主要是探讨了整个ndqjava2的技术理念：即在ndqjava的基础上，进行的发展和创新。以及技术的系统功能，可以预见的是量子程序设计语言ndqjava2处理系统已经是未来发展的主流，随着科技的进步，必将能真正的投入应用之中。

参考文献：

[1]刘玲,徐家福.量子程序设计语言ndqjava-2[j].软件学

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[2]徐家福,宋方敏,钱士钧,戴静安,张云洁.量子程序设计语言ndqjava[j].软件学报,2008(11).

[3]焦阳,吴楠,宋方敏.ndqjava语言处理系统量子汇编及解释程序[j].南京大学学报(自然科学版),2008(5).