http://contoh.in 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pada saat ini, teknologi di bidang industri game semakin hari semakin berkembang pesat,

sehingga teknologi yang sebelumnya hanya berupa anganangan, kini bisa menjadi

kenyataan seiring dengan semakin canggihnya hardware grafik yang disediakan oleh

vendor-vendor seperti nVidia dengan GeForce seriesnya dan ATI dengan Radeon series-

nya. Kendati demikian, hardware-hardware canggih tersebut hanya akan menjadi sia-sia

saja tanpa adanya dukungan dari teknologi software yang mutakhir yang disediakan oleh

para pengembang game. Ada sisi lain dari game yang membuat seorang pemain game

atau seorang programmer merasa tertarik untuk memainkan dan merancang ulang game

yang mereka sukai. Itulah yang kita sebut dengan game modifikasi, atau disingkat dengan

MOD Game.

Apabila kita soroti lebih lanjut mengenai MOD Game, maka pembahasan kita tidak akan

lari dari Software Development Kit (SDK) game itu sendiri. Dimana pada era tahun 90-

an, perusahaan-perusahaan pengembang game mengeluarkan SDK dari game mereka

dalam bentuk bahasa C/C++, yang notabene membutuhkan keahlian seorang programmer

menengah ke atas untuk memahami kode sumber (source code) dari game SDK tersebut.

Hal inilah yang menjadi salah satu rintangan terbesar bagi sebagian programmer/user

pemula yang sedang mencoba membuat game dari SDK tersebut, karena mereka hanya

memiliki keahlian yang bisa kita katakan biasa-biasa saja, dalam artian mereka tidak

menguasai bahasa pemrograman C/C++. Tetapi, di era tahun 2000-an, peta dunia industri

game mulai mengalami revolusi seiring dengan banyak digunakannya teknik kompilasi

untuk mengatasi rintangan tersebut, sehingga seorang programmer tidak perlu menguasai

bahasa pemrograman C/C++ untuk membuat game.

Algoritma Teknik Kompilasi inilah yang kita sebut dengan Scripting Engine. Scripting

Engine adalah interpreter/kompilator yang menterjemahkan script/kode yang dibuat oleh

http://contoh.in 2

user, sehingga dipahami oleh Game Engine untuk melakukan serangkaian aksi yang

dikehendaki oleh user. Sedangkan Game Engine adalah sebuah program yang

menyediakan semua fungsi pustaka yang dibutuhkan oleh Scripting Engine, dimana

nantinya akan digunakan oleh programmer/user untuk mengontrol dan membuat tampilan

grafis di komputer, baik itu tampilan 2 dimensi maupun 3 dimensi. Sehingga apabila kita

gambarkan, maka akan kita dapatkan sebuah layer game sebagai berikut :

Pada skema di atas, kita lihat bahwa Scripting Engine ada di atas layer Game Engine,

yang berarti bahwa Scripting Engine membutuhkan Game Engine dalam kerjanya, yang

kemudian dengan menggunakan Scripting Engine, seorang pembuat script game tidak

perlu lagi memikirkan hardware dari platform target dimana kita akan membuat game.

Dengan kata lain, kita hanya perlu membuat kode script game satu kali saja untuk semua

platform, baik itu Windows, Linux, XBOX maupun PlayStation 2, dan sisanya kita

biarkan Game Engine yang menangani fungsi pustaka yang berkaitan dengan sistem

operasi dan perangkat keras dari mesin target dimana kita akan membuat game.

1.2. Identifikasi Masalah

Dari penjelasan sebelumnya, kita dapat mengidentifikasi masalah sebagai berikut :

http://contoh.in 3

1. Sulitnya bagi pemula untuk memahami bahasa pemrograman game yang ada

sekarang ini, karena mayoritasnya ditulis dalam bahasa C/C++.

2. Kendala bagi perusahaan pengembang dalam mengembangkan game yang dapat

berjalan di segala platform, karena adanya batasan pustaka pada masing-masing

platform, seperti PC, Apple, XBOX, PS2, dan GameCube.

3. Tidak populernya suatu game di kalangan mod game programmer, karena tidak

adanya kemudahan dalam hal maintenance dari game SDK-nya.

1.3. Batasan Masalah

Pembahasan dalam pembuatan bahasa pemrograman game penulis batasi ke dalam hal-

hal berikut, antara lain:

1. Pembahasan konsep bahasa hanya akan berkisar pada pembahasan dasar teknik

kompilasi, seperti lexical analyzer, parser, dan lainnya.

2. Pembahasan Game Engine berada di luar dari bahasan tulisan ini.

3. Pendekatan yang digunakan dalam pembahasan lebih ke arah pemrograman

dengan menggunakan tool-tool yang sudah ada, seperti : C, flex, dan bison.

1.4. Maksud dan Tujuan Penulisan

Maksud disusunnya tulisan ini adalah agar pembuatan game di masa yang akan datang

bisa lebih mudah dipelajari dan terbuka bagi para pemula. Tujuan penggunaan Scripting

Engine yang paling menonjol dari sisi pengguna game adalah bahwa seorang pemain

game yang memiliki keahlian pemrograman dapat membuat MOD Game yang dia

kehendaki dengan menggunakan bahasa pemrograman yang sangat bersahabat dan

mudah di pahami, yang kesemuanya itu telah disediakan oleh Scripting Engine, sehingga

user tersebut tidak lagi memerlukan keahlian dalam menguasai bahasa pemrograman

C/C++ untuk membuat MOD Game yang dia kehendaki.

Adapun tujuan penggunaan lainnya dari sisi pengembang Scripting Engine adalah adanya

sifat independensi game terhadap platform (bebas mesin), sehingga untuk membuat game

http://contoh.in 4

yang dapat berjalan di mesin XBOX, PC (Windows, Linux), dan PlayStation 2,

pengembang game cukup membuat kode script dari game tersebut hanya satu kali saja,

sehingga hal ini akan menekan biaya produksi dan mempersingkat waktu pembuatan

game.

1.5. Metodologi Penelitian

Dalam metode penelitian ini ada beberapa tahap yang harus dilakukan, yaitu :

1. Metode yang digunakan dalam penulisan ini adalah :

a. Studi Pustaka : Yaitu mengumpulkan literatur berupa buku-buku, jurnal internet,

dan tutorial-tutorial yang berhubungan dengan penelitian yang penulis lakukan.

b. Eksperimen : Yaitu penulis melakukan percobaan berupa “trial and error” pada

bahasa pemrograman C/C++ guna mempelajari tingkah laku dari objek penelitian

yang penulis amati secara nyata.

2. Alat dan bahan.

a. Perangkat Lunak yang digunakan, antara lain :

1. Untuk sistem operasi, penulis menggunakan Microsoft Windows XP Service Pack 1.

2. Untuk bahasa pemrograman, penulis menggunakan C/C++ dengan program Microsoft

Visual Studio .NET 2003.

3. Untuk program bantu dalam perancangan lexical analyzer dan parser, penulis

menggunakan Flex dan Bison.

4. Untuk Game Engine komersil sebagai sarana uji coba, penulis menggunakan Torque

Game Engine, yang merupakan adaptasi produk dari perusahaan Dynamix (anak

perusahaan Sierra).

b. Perangkat keras yang digunakan, antara lain :

1. AMD Athlon XP 2200+

2. Memory 512MB

3. Hard Disk 30GB dan 20GB

4. Graphics Card nVIDIA GeForce 2 MX.

4. Tahapan pelaksanaan penelitian.

http://contoh.in 5

Adapun diagram alir dari metode penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut :

http://contoh.in 6

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Bahasa Pemrograman Game

Pada umumnya, bahasa pemrograman adalah sebuah antarmuka yang menjembatani

antara pikiran seorang manusia yang cenderung tidak terstruktur dengan komputer yang

melakukan eksekusi secara sekuensial. Bahasa pemrograman juga dapat membuat suatu

masalah yang kompleks menjadi mudah dipahami. Dan dalam hubungannya dengan

hirarki, maka bahasa pemrograman dapat dibagi menjadi :

1. Bahasa Mesin, dimana bahasa ini merupakan bahasa terendah dari komputer,

yang perintah-perintahnya dinyatakan berupa kode numerik dan spesifik terhadap

mesin tertentu.

2. Bahasa Assembly, merupakan bentuk simbolik dari bahasa mesin.

3. Bahasa Tingkat Tinggi, merupakan bahasa yang paling mudah dimengerti oleh

manusia, dan memiliki struktur yang sangat baik dalam pemrogramannya.

4. Bahasa Spesifik (Special Purpose), merupakan bahasa yang khusus diciptakan

untuk membantu menyelesaikan masalah yang spesifik.

Bila dilihat dari fungsi dan kemudahnnya, maka sebuah bahasa pemrograman game akan

kita bentuk berdasarkan poin nomor tiga, yaitu bahasa tingkat tinggi yang lebih mudah

dipahami oleh pengguna, juga memiliki struktur pemrograman yang sangat baik.

2.2. Model Kompilator

Setelah menentukan tipe bahasa yang akan kita pilih, maka selanjutnya adalah

perancangan model kompilator yang terbagi menjadi 2 bagian, yaitu :

1. Fungsi Analisis (Front End)

Tugas dari fungsi ini adalah untuk menguraikan kode sumber dari program

menjadi bagian-bagian dasarnya, agar lebih mudah untuk diAnalisis.

2. Fungsi Sintesis (Back End)

http://contoh.in 7

Tugas fungsi sintesis adalah untuk melakukan optimasi dan membangkitkan kode

yang akan dieksekusi.

Berikut ini adalah model dari sebuah kompilator :

Char token syntax correct intermediate optimized

Stream stream tree synt.tree code int.code bytecode

Gambar 2.1 Model Kompilator

Dari gambar di atas, kita mendapatkan adanya komponen-komponen kompilator sebagai

berikut :

• Tabel simbol (Symbol Table), adalah sebuah tabel yang berisi simbol – simbol

dan informasi mengenai tipe data dan hal-hal lainnya yang diperlukan oleh sebuah

kompilator dalam proses kompilasi.

• Analisis Lexical (Lexer), adalah sebuah komponen yang berfungsi untuk

mengkonversi atau menterjemahkan kumpulan-kumpulan karakter (biasanya

berupa file yang disebut dengan source code) ke dalam besaran - besaran token,

sehingga dari token-token tersebut, kompilator bisa membuat keyword (kata

kunci), operator, dan yang selainnya.

• Parser, adalah komponen dari kompilator yang berfungsi untuk mengambil token-

token yang telah dikonversi oleh lexer, sehingga parser dapat menciptakan sebuah

pohon sintaks dari token-token tersebut.

• Analisis semantik (Semantic Checker), adalah komponen dari kompilator yang

memeriksa ada atau tidaknya kesalahan yang terdapat di dalam pohon sintaks

yang telah diciptakan oleh parser.

Lexer Parser Semantic Checker

Intermediate Code Gener.

Optimizer Bytecode Generator

Symbol Table

http://contoh.in 8

• Pembangkit kode antara (Intermediate Code Generator), adalah sebuah komponen

dari kompilator yang berfungsi untuk menterjemahkan pohon sintaks menjadi

kode antara yang nantinya akan dipergunakan oleh pembangkit kode.

• Optimasi (Optimizer), adalah komponen yang berguna untuk mengoptimalkan

kode antara, agar tidak terjadi redundansi dan cepat dalam proses eksekusinya.

• Pembangkit kode (Bytecode Generator), adalah komponen kompilator yang

berfungsi untuk membangkitkan kode-kode dalam satuan byte (bytecode) yang

merupakan hasil terjemah dari kode antara.

• Dan yang terakhir adalah sebuah Virtual Machine (Mesin Virtual) yang berfungsi

untuk mengeksekusi setiap kode-kode byte (bytecode) yang telah dibangkitkan

oleh pembangkit kode.

Dari beberapa komponen di atas, terjadi ketergantungan yang sangat tinggi antara parser

dengan lexer, sehingga bila diteliti dari cara kerjanya, maka antara lexer dengan parser

terdapat 2 kemungkinan, yaitu :

1. Lexer menghasilkan token-token untuk diproses oleh parser, dan parser

akan memanggil lexer secara kontinu bila parser membutuhkan token

berikutnya.

2. Lexer menghasilkan token-token dari source program, tetapi tidak

diberikan kepada parser untuk diproses, karena pada kasus ini lexer

memeriksa keseluruhan source program, sehingga konsep ini disebut

separate pass. Dan kita tidak akan menggunakan konsep ini dalam

perancangan.

Dalam membuat sebuah kompilator, ada sebuah metode yang disebut oleh Niklaus Wirth

dengan teknik bootstrapping, dimana sebuah kompilator dibuat dari kompilator yang

sudah ada, dan apabila tidak ada kompilator, maka kompilator dibuat dari bahasa mesin.

Dan pada tulisan ini, digunakan metode bootstrapping dengan kompilator sumber C/C++

dan kompilator target Torque Script.

http://contoh.in 9

2.3. ANALISIS LEKSIKAL

Bila kita teliti dari beberapa manual bahasa pemrograman yang sudah ada sekarang ini,

maka token-token yang dihasilkan lexer secara garis besar, dapat kita klasifikasikan

sebagai berikut :

1. Keyword (Reserved Word), merupakan sekumpulan token yang sudah disediakan

oleh kompilator yang bersangkutan, guna mempermudah dalam hal perancangan

program.

2. Identifier, merupakan token yang berfungsi sebagai pengenal dalam sebuah

program. Contohnya adalah nama variabel.

3. Operator, merupakan sekumpulan token yang digunakan dalam proses aritmetika,

konkatenasi, operasi logika dan hal-hal lainnya yang membentuk sebuah ekspresi.

4. Delimiter, merupakan token pemisah yang memisahkan antara token yang satu

dengan lainnya.

5. White Space character, merupakan karakter spasi yang memisahkan antara satu

token dengan token lainnya.

6. Token konstanta, merupakan token yang berfungsi sebagai nilai dari variabel.

2.4. ANALISIS SINTAKS (PARSER)

Pada umumnya terdapat dua macam metode dalam mengAnalisis sintaks,

antara lain :

1. Metode Top-Down, dimana metode ini memulai proses parsing dari parent rule

(aturan induk) ke child rule (aturan anak), yang terbagi lagi menjadi dua bagian :

a. Metode Brute Force, merupakan metode yang menggunakan algoritma

yang mencoba setiap kemungkinan dari aturan produksi yang ada.

b. Metode Recursive Descent Parser, merupakan metode yang menggunakan

algoritma yang membuat prosedur dari setiap kemungkinan yang ada dari

aturan produksi.

2. Metode Bottom-Up, merupakan metode yang menerapkan kebalikan dari metode

Top-Down, dimana metode ini memulai proses parsing dari child rule menuju

http://contoh.in 10

parent rule. Dalam perancangannya, metode bottom up memerlukan adanya tabel

preseden dan juga merupakan metode yang paling sukar untuk

diimplementasikan. Sehingga dalam implementasinya, kita memerlukan program

bantu seperti yacc dan bison.

http://contoh.in 11

BAB III

PERANCANGAN SCRIPTING ENGINE

Pembuatan sebuah Scripting Engine pada dasarnya adalah membuat sebuah bahasa baru

dan bisa disebut juga sebagai kompilator yang baru. Sehingga apabila kita membuat

bahasa yang baru, maka bahasa tersebut diharapkan dapat dipelajari semudah mungkin

oleh pengguna/programmer. Maka, untuk membuat sebuah kompilator, kita akan merujuk

pada model kompilator, yaitu dimulai dari pembuatan sebuah lexer, kemudian parser, dan

seterusnya berikut ini:

3.1. Analisis Leksikal/Lexical Analyzer (Lexer)

Sebelumnya, mari kita lihat sebuah bahasa yang akan kita buat berikut :

print "Masukkan nama anda > ";

input nama;

if (nama == "Suhendra") {

nama = "Batavian Script"; }

print "Terima Kasih, " +nama+ "!\n" + "atas

partisipasinya!";

Kode di atas adalah sebuah kode yang menyatukan aturan bahasa basic dengan bahasa C.

Tetapi, apa hubungan antara kode di atas dengan lexical analyzer/lexer? Kita akan bahas

sebagai berikut.

Pertama adalah pengertian lexer, apakah lexer itu, dan mengapa kita memerlukannya?.

Lexer atau lexical analyzer adalah sebuah komponen yang tugasnya adalah mengkonversi

sekumpulan karakter menjadi besaran-besaran token, dalam hal ini adalah menjadi

besaran kata. Sebagai contoh, misalkan kita memiliki sekumpulan karakter sebagai

berikut : “jika bandung hujan”. Dari kumpulan karakter ini, kita akan mendapatkan 3

buah token, antara lain token jika, token bandung, dan token hujan.

http://contoh.in 12

Pada dasarnya, kita dapat dengan mudah membuat sebuah lexer dengan cara membuat

fungsi yang membandingkan setiap kata dengan kata kunci yang ada, tetapi cara ini

sangatlah lambat, sehingga untuk itu kita akan menggunakan sebuah mesin automata

(Finite State Machine) dalam mengenali kata dari sekumpulan karakter. Dalam hal ini,

ada sebuah program yang dikeluarkan oleh GNU yang diberi nama Flex yang akan

mempermudah kerja kita dalam membuat Finite State Machine untuk sebuah lexer.

3.2. Parser

Parser adalah sebuah komponen yang bertugas untuk membuat pohon sintaks dari

besaran-besaran token yang dihasilkan oleh lexer. Jadi, yang kita fokuskan di sini adalah

sintaks dari bahasa yang akan kita buat. Dan agar lebih memahami mengenai sintaks, kita

bisa melihat contoh berikut: Misalkan ada sekumpulan token yang terdiri dari (x==2),

exit, if. Maka, apabila kita biarkan token-token tersebut tanpa dibuat aturan sintaksnya,

pada akhirnya bahasa yang kita buat tidak akan logis dan jelas, karena token-token

tersebut dapat menimbulkan ambiguitas, sehingga dari token-token tersebut kita bisa saja

membuat sintaks exit (x==2) if, atau sintaks (x==2) exit if. Dimana bentuk sintaks-

sintaks tersebut akan mempersulit seorang programmer/user dalam memahami bahasa

yang kita rancang, karena sintaks-sintaksnya yang cenderung tidak logis dan sulit

dipahami. Untuk itu, agar mudah dipahami, sintaks dari token-token tersebut seharusnya

dibuat sebagai berikut : if (x==2) exit. Sehingga sintaks ini lebih masuk akal dan mudah

dipahami daripada dua sintaks sebelumnya. Untuk tujuan inilah parser diciptakan.

Bagaimanakah seharusnya kita membuat sebuah parser?. Untuk itu, kita dapat

menggunakan metode yang sering digunakan dalam membuat sintaks, yaitu metode yang

disebut dengan Backus-Naur Form (BNF). Dimana metode ini merupakan metode yang

menjadi konsep dasar tentang bagaimana sebuah bahasa pemrograman diciptakan. BNF

juga memiliki aturan penulisan yang disebut dengan aturan produksi, dimana aturan

produksi ini berbeda-beda antara aturan baku dengan aturan pemrograman. Untuk aturan

baku, aturan produksinya ditulis sebagai berikut :

http://contoh.in 13

<V> ::= <V> T <V2> | <V3>

Sedangkan untuk aturan pemrograman, penulisannya sebagai berikut :

v : v ‘+’ v2 | v3;

Dimana v, adalah simbol non-terminal dan t adalah simbol terminal.

Selanjutnya, kita harus memikirkan bagaimana cara kita memparsing token-token yang

ada. Sehingga dari token-token tersebut, kita bisa membuat aturan produksi yang

selanjutnya dapat kita gunakan dalam proses parsing. Dan dalam sebuah penciptaan

kompilator, dikenal dua buah metode parsing yang sangat populer, yaitu Top Down

parsing dan Bottom Up parsing. Pada Top Down parsing, kita cenderung melakukan

proses parsing dari parent rule (aturan induk), baru kemudian dilanjutkan ke child rule

(aturan turunan). Pada metode ini, dikenal 2 buah algoritma parsing, yaitu Brute Force

dan Recursive Descent Parser. Brute Force merupakan sebuah algoritma yang

mencocokkan semua aturan produksi yang ada, sehingga prosesnya cenderung sangat

lambat. Sedangkan Recursive Descent Parser adalah algoritma yang menggunakan cara

rekursif dalam menurunkan aturan produksinya, dan algoritma ini cenderung lebih cepat

dari algoritma Brute Force.

Pada Bottom Up parsing, digunakan algoritma yang merupakan kebalikan dari Top Down

parsing, dimana pada algoritma ini, proses parsing dimulai dari child rule untuk

kemudian direduksi hingga sampai ke parent rule. Karena sifatnya yang terbalik, maka

algoritma ini lebih lambat dari pada algoritma Top Down Parsing (Recursive Descent

Parser), dan dalam hal pembuatannya juga cukup sulit, sehingga untuk membuatnya kita

memerlukan sebuah perangkat lunak yang bernama bison atau yacc, dimana kedua

perangkat lunak tersebut menggunakan metode Bottom Up dalam proses parsingnya.

Tetapi disamping lambat, metode Bottom Up juga memiliki kelebihan, yaitu dapat

memproses aturan produksi yang rekursif kiri, dan rekursif kanan. Sedangkan metode

Top Down tidak dapat memparsing aturan produksi yang rekursif kiri.

http://contoh.in 14

3.3. Tabel Simbol

Tabel simbol, seperti namanya, adalah sebuah tabel yang mengandung semua simbol

yang diperlukan oleh bahasa yang akan kita ciptakan. Dalam kasus ini adalah semua

variabel string, dan konstanta string juga termasuk ke dalamnya. Jika bahasa yang akan

kita ciptakan mengandung kelas-kelas (classes) dan fungsifungsi (functions), simbol-

simbol ini juga akan di simpan di dalam tabel simbol.

Tabel simbol di bawah ini hanya mengandung sedikit informasi, yaitu hanya menyimpan

nama variabel dan nomor baris di mana variabel tersebut dideklarasikan.

Implementasinya sangatlah sederhana, dimana kita hanya menciptakan sebuah single

linked list (larik/array dinamis satu arah) dari deskripsi simbol dan melakukan pencarian

pada list tersebut secara linear ketika kita menerima input sebuah simbol yang baru.

Tetapi untuk kompilator yang sesungguhnya, tabel simbol biasanya diciptakan

menggunakan algoritma binary search atau hash table, sehingga pencarian simbol bisa

menjadi lebih cepat.

Kita hanya perlu memasukkan simbol-simbol kita ke dalam tabel symbol ketika parser

menemukan mereka, lihatlah implementasinya dalam format file input bison :

3.4. Pohon Sintaks

Pohon sintaks adalah sebuah pohon yang merepresentasikan struktur program yang kita

buat.

http://contoh.in 15

Untuk pohon sintaks, kita hanya perlu menciptakan sebuah kelas sederhana yang kita beri

nama TreeNode, dimana fungsinya hanya menyimpan pointer ke leaves (daun) dan

beberapa informasi tambahan. Lihat contoh di bawah ini.

Kode di atas adalah aturan yang digunakan pada file input bison, alat yang kita gunakan

untuk menciptakan parser. Untuk lebih memahaminya, silakan baca manual bison yang

bisa didapatkan pada website GNU bison.

3.5. Analisis Semantik

Analisis semantik dilakukan untuk memastikan bahwa tidak hanya sintaks bahasanya saja

yang benar, tetapi statement-statementnya pun masuk akal dan logis. Bagian terbesar dari

Analisis semantik adalah pemeriksaan tipe data. Fungsi lainnya adalah membandingkan

tipe ekspresi dan melaporkan adanya inkonsistensi, seperti membandingkan antara

variabel boolean dengan string, atau memasukkan tipe data yang salah pada parameter

sebuah fungsi.

Tentu saja, kita juga ingin memperbolehkan adanya beberapa “inkonsistensi”. Sebagai

contoh, ketika seorang programmer memasukkan statement berikut :

print "a and b equal: " + (a == b);

Statement di atas mungkin dimaksudkan agar ekspresi (a==b) dikonversikan ke dalam

string secara otomatis, sehingga memberikan hasil string “true” atau “false”. Inilah yang

http://contoh.in 16

kita sebut dengan koersi. Inkonsistensi macam ini terkadang kita perbolehkan guna

memberikan keluwesan dalam bahasa yang kita ciptakan.

Kode yang harus kita ciptakan untuk Analisis semantik tidak harus kompleks. Kita hanya

perlu menambahkan sebuah metode pada kelas yang pernah kita bahas sebelumnya, yaitu

TreeNode, dimana metode ini berfungsi sebagai Analisis semantik. Dan untuk

implementasi selanjutnya, hal ini tergantung kepada sifat masing-masing programmer

untuk menerapkan algoritma-algoritma yang efisien dalam perancangan Analisis

semantik.

3.6. Pembangkit Kode Antara

Kode antara adalah sebuah graf yang merepresentasikan program kita, dimana setiap

instruksi memiliki pointer ke instruksi lainnya, dan setiap operasi jump memiliki pointer

ke target instruksi yang dimaksud.

Penulis bisa menyebutkan dua keuntungan dengan digunakannya pointer daripada

menggunakan pembangkitan kode secara langsung ke dalam sebuah larik/array yang

sangat besar. Pertama, dengan digunakannya pointer, kita dimudahkan dalam hal

konkatenasi dari potongan-potongan kode secara bersamaan, bahkan pemotongan

beberapa instruksi bisa dilakukan dengan mudah tanpa perlu mengupdate semua operasi

jump yang ada pada graf kita, sehingga hal ini relatif lebih mudah untuk dilakukan.

Kedua, jika kita ingin mengubah beberapa instruksi dalam mesin virtual, kita akan lebih

mudah mengadaptasikan kompilator kita untuk melakukannya.

Jadi, kita akan mendesain sebuah bahasa kode antara berdasarkan patokan-patokan di

atas. Lihatlah kode mesin virtual berikut (ditulis dengan bahasa C): enum Opcode {

OP_NOP, // tidak ada operasi

OP_PUSH, // push sebuah string [var]

OP_GETTOP, // ambil string dari puncak stack

OP_DISCARD, // hapus nilai puncak stack

OP_PRINT, // cetak string

http://contoh.in 17

OP_INPUT, // ambil string [var]

OP_JMP, // unconditional jump [dest]

OP_JMPF, // jump jika bernilai false [dest]

OP_STR_EQUAL, // test apakah dua buah string sama

OP_BOOL_EQUAL, // test apakah dua buah boolean sama

OP_CONCAT, // konkatenasi dua buah strings

OP_BOOL2STR, // konversi boolean ke string

JUMPTARGET // bukan opcode tetapi sebuah jump target;

};

Kita bisa melihat bahwa mesin virtual ini akan berbentuk sebuah mesin stack. Kemudian

mari kita lihat bagaimana kode antara diciptakan.

Pertama, kita gunakan perintah case sederhana, dengan node INPUT_STMT :

Kode ini hanya membangkitkan instruksi OP_INPUT, kemudian mengembalikan

hasilnya. Selanjutnya adalah node PRINT_STMT yang agak sedikit lebih sulit:

Pertama, kita membangkitkan kode yang mengevaluasi ekspresi yang disuplai oleh

statement print (root->child[0]). Kemudian kita menciptakan sebuah instruksi OP_PRINT

yang baru, yang berfungsi untuk menyimpan string ke puncak stack. Akhirnya kita

mengkonkatenasi dua blok instruksi dan mengembalikan hasilnya.

Sekarang hal yang lebih sulit lagi, yaitu node IFTHEN_STMT, dimana pada contoh di

bawah, digunakan pendekatan: memeriksa kondisi, jump ke end jika bernilai false, dan

eksekusi bagian-then jika bernilai true.

http://contoh.in 18

Catatan, root child[0] adalah sub-pohon-kondisi, sedangkan root child[1] adalah sub-

pohon-then. Coba lihat hasil konversi di bawah ini: Program:

if (a==b) a; else b;

Intermediate code:

1: OP_NOP

2: OP_PUSH a

3: OP_PUSH b

4: OP_STR_EQUAL

5: OP_JMPF 9

6: OP_PUSH a

7: OP_DISCARD

8: OP_JMP 12

9: JUMPTARGET 5

10: OP_PUSH b

11: OP_DISCARD

12: JUMPTARGET 8

Kode di atas adalah kode assembly virtual, yang pada dasarnya, kita hanya perlu

membuat sebuah program assembler yang akan membangkitkan sebuah Virtual

Executable (kode eksekusi virtual).

3.7. Optimasi

Setelah kita menciptakan kode antara, tugas selanjutnya adalah menciptakan

fungsi/metode yang digunakan untuk mengoptimasi kode antara yang telah kita buat

http://contoh.in 19

sebelumnya. Karena kita akan mengeksekusi dalam mesin virtual, optimasi menjadi hal

yang sangat penting: setiap instruksi kita sekurangkurangnya akan membutuhkan 20

instruksi CPU dalam proses pengeksekusian. Jadi, semakin sedikit instruksi, maka akan

semakin baik.

Di sini kita akan membahas mengenai optimasi bebas mesin. Optimasi yang bergantung

pada mesin adalah topik lain yang tidak akan dibahas di sini, dimana kita harus

mempertimbangkan efisiensi pipeline, penggunaan register, dan hal lainnya. Dan tentu

saja, optimasi yang bergantung pada mesin hanya kita butuhkan jika kita membuat kode

yang akan berjalan di atas hardware, yang tentu saja tidak kita butuhkan untuk mesin

virtual. Terdapat dua cara penting untuk mengoptimasi kode. Pertama adalah dengan

menterjemahkan kode sehingga menggunakan sedikit instruksi, dan cara lainnya adalah

dengan membuat instruksi yang lebih efisien.

3.8. Extra Opcode

Coba kita lihat contoh assembly virtual berikut: 1: OP_NOP

2: OP_PUSH strconst1

3: OP_GETTOP a

4: OP_DISCARD

5: OP_PUSH strconst2

6: OP_GETTOP b

7: OP_DISCARD

8: OP_PUSH a

9: OP_PUSH b

10: OP_CONCAT

11: OP_GETTOP s

12: OP_DISCARD

13: OP_PUSH s

14: OP_PRINT

Perhatikan beberapa hal berikut: pertama, pada tiga tempat pada kode di atas terdapat

OP_DISCARD yang diikuti dengan OP_GETTOP. Kita dapat mengoptimasi kedua

opcode ini dengan menterjemahkan keduanya menjadi satu buah opcode OP_POP.

Selanjutnya, kita dapat mengoptimasi lagi dengan berbagai efisiensi yang kita perlukan.

http://contoh.in 20

3.9. Transformasi Kode

Cara lain untuk mengoptimasi kode adalah dengan cara mentransformasikannya menjadi

kode lain yang melakukan hal yang sama tetapi lebih cepat dalam eksekusi. Dalam

transformasi kode, ada beberapa algoritma yang dapat kita gunakan, antara lain :

1. Algebraic Identities.

2. Common Subexpression Elimination.

3. Loop Optimizations.

4. Jump Eliminations.

Dimana algoritma-algoritma di atas dapat kita gunakan dalam mentransformasikan kode

menjadi kode lain yang lebih cepat, dan disesuaikan dengan algoritmanya masing-

masing. Tetapi tulisan ini tidak akan membahas algoritma-algoritma tersebut, karena

akan memakan banyak ruang. Sehingga, untuk mempelajarinya kita bisa membaca

literatur-literatur yang membahas lebih jauh mengenai algoritma-algoritma tersebut.

3.10. Mesin Virtual (Virtual Machine)

Setelah kita membangkitkan kode antara, selanjutnya kita harus menterjemahkannya

menjadi kode eksekusi (executable code), sehingga kita dapat mengeksekusi sebuah

program. Tetapi ada baiknya kita menciptakan sebuah mesin virtual terlebih dahulu.

Mesin virtual adalah sebuah komponen yang sangat penting dari sebuah Scripting

Engine. Komponen ini adalah sebuah tempat di mana kode-kode dieksekusi secara run-

time, sehingga diharapkan mesin virtual ini bekerja dengan sangat cepat.

Seperti yang disebutkan sebelumnya, mesin virtual yang akan kita rancang, akan

berfungsi sebagai sebuah mesin stack. Pada mesin sesungguhnya, biasanya stack CPU

digunakan pada komputer-komputer terdahulu. Kerugian digunakannya cara ini adalah

http://contoh.in 21

adanya manipulasi stack yang banyak dibutuhkan, seperti sebuah PUSH untuk setiap

operand dan POP untuk mengambil setiap hasilnya.

Kebanyakan CPU pada saat ini memiliki register, dimana register ini lebih banyak

digunakan daripada stack, dan mesin ini disebut dengan Load/Store Machine. Ada pula

beberapa prosesor yang hanya beroperasi pada data memori, dan tidak ada stack dan

register yang digunakan. Jenis ini dikenal dengan Three-Address Machine. Sedangkan

untuk mesin virtual, mesin stack lebih mudah untuk diimplementasikan, karena kita tidak

memerlukan adanya variabel temporer untuk menyimpan hasil sementara ketika kita

sedang menghitung sebuah ekspresi. Pada mesin virtual yang sudah ada sekarang ini, ada

beberapa yang menggunakan mesin stack seperti Java Virtual Machine.

Mesin virtual yang akan kita ciptakan tidak akan terlalu kompleks. Bagian-bagian penting

dari virtual mesin kita antara lain adalah : sebuah larik/array instruksi, sebuah tabel string

dan sebuah stack. Mesin virtual ini juga memiliki 3 fungsi interface utama, yaitu : Reset,

Read dan Execute.

Larik instruksi mengandung instruksi-instruksi dalam program kita. Sedangkan tabel

string adalah larik pointer yang bisa bernilai NULL (kosong) atau menunjuk pada sebuah

string yang digunakan.

Stack kita disusun atas integer (bilangan bulat). Dimana stack ini menunjuk pada tabel

string, sehingga kita bisa mengetahui string apa yang terdapat dalam stack.

Fungsi interface ‘Reset’ digunakan untuk menginisialisasi ulang mesin virtual kita.

Dimana isinya hanya berupa kode sederhana. Fungsi interface ‘Read’ akan membaca

program kita. Dan ‘Execute’ akan mengeksekusi program kita di memori.

Hal yang harus diperhatikan dalam perancangan mesin virtual adalah, kita harus

melakukan manipulasi stack secepat mungkin, dan semua algoritma optimasi dapat kita

terapkan pada mesin virtual guna mendapatkan kecepatan yang sangat baik.

http://contoh.in 22

3.11. Kode Eksekusi (Executable Code)

Sekarang, kita sudah memiliki semua komponen yang kita perlukan untuk mengeksekusi

script program kita, kecuali kode eksekusinya. Kita sudah memiliki kode antara virtual,

yang bahasanya hampir dimengerti oleh mesin virtual. Sehingga yang harus kita lakukan

sekarang adalah tinggal menterjemahkan kode antara tersebut menjadi kode eksekusi.

Dan penterjemahan kode antara ini kita buat berdasarkan dengan bahasa assembly virtual

yang didukung oleh mesin virtual yang telah kita buat sebelumnya.

http://contoh.in 23

BAB IV

IMPLEMENTASI PADA SCRIPTING ENGINE KOMERSIL

TORQUE SCRIPT

Setelah proses perancangan, maka kita perlu melihat bagaimana cara kerja dari scripting

engine yang sesungguhnya. Pada bab ini, penulis akan membahas secara singkat

mengenai Torque Script yang menerapkan semua teknik perancangan yang dibahas pada

bab sebelumnya. Torque Script merupakan bahasa native yang digunakan oleh Torque

Game Engine sebagai layer di atas layer Game Engine yang digunakan agar seorang

user/programmer dapat mengubah game mereka tanpa harus mengkompilasi ulang

dengan bahasa C/C++, dan script yang telah mereka buat dapat dijalankan di beberapa

platform. Torque Game Engine yang merupakan produk yang dibeli oleh GarageGames

Inc. dari Dynamix (anak perusahaan Sierra), pada saat tulisan ini ditulis telah berjalan di

tiga platform sistem operasi, yaitu : GNU Linux, Apple Macintosh dan Microsoft

Windows. Torque Script memiliki kompilator otomatis yang terintegrasi ke dalam

Torque Game Engine, dan mesin virtualnya bersifat built-in, yaitu disatukan dengan

kompilator. Proses kompilasi dan eksekusinya cukup cepat, sehingga Torque Script

menjadi salah satu Scripting Engine yang handal.

Pada prakteknya, lexical analyzer Torque Script dibuat menggunakan perangkat lunak lex

yang terkenal, sehingga lexer dari Torque Script berbentuk mesin automata (Finite State

Automata), dan proses konversi aliran karakter dari file script menjadi besaran token

sangatlah cepat.

Pada parser, Torque Script menggunakan perangkat lunak yacc yang sedikit berbeda dari

tool yang kita bahas sebelumnya, yaitu bison. Tetapi, format dan aturan produksinya

masih sama, karena pada dasarnya bison merupakan pengembangan dari yacc yang

bersifat freeware dan opensource. Dilihat dari source code kompilator Torque Script,

penulis menemukan banyaknya rekursif kiri pada aturan produksinya. Salah satu hal yang

menyebabkan pengembang Torque Script menggunakan rekursif kiri adalah adanya

pertimbangan penggunaan stack memory. Pada rekursif kiri, proses shift dan reduce

http://contoh.in 24

(geser dan reduksi token) berlangsung seketika, sedangkan pada rekursif kanan, proses

shift didahulukan hingga semua token tersimpan di stack, apabila semuanya sudah

tersimpan, kemudian proses reduce dilakukan. Hal ini jelas membuktikan bahwa rekursif

kanan akan menyebabkan pemborosan stack memory yang sangat diperlukan oleh Torque

Game Engine. Pendapat ini juga dipegang oleh Allen I. Hollub dalam bukunya “Compiler

Design in C’.

Pada bentuk bahasanya, Torque Script cenderung menggabungkan beberapa gaya

pemrograman dari bahasa-bahasa yang sudah ada. Berikut adalah sedikit uraian mengenai

penggunaan bahasa lain dalam Torque Script:

1. Pada struktur bahasa, Torque Script meniru bahasa Basic yang tidak memiliki

struktur, dimana programmer bisa mengetikkan kode di mana saja diinginkan.

2. Pada sebagian besar native keyword, Torque Script meniru bahasa C.

3. Pada keyword fungsi dan objek, Torque Script meniru bahasa pascal, sedangkan

untuk penurunan kelas, Torque Script meniru C++. Lihatlah contoh berikut : function pushFront(%list, %token, %delim)

{ return %token; }

Keyword function kita dapatkan pada bahasa Pascal. Sehingga kita berasumsi

bahwa keyword ini diambil dari bahasa Pascal.

4. Pada tipe data untuk variabel, Torque Script meniru PHP dengan menghilangkan

tipe data, yaitu setiap variabel dapat menyimpan tipe data apapun, baik itu string,

integer, floating point, dan yang lainnya. Dan untuk kebijakan penggunaan

variabel, maka Torque juga menambahkan dukungan untuk variabel lokal.

Contohnya adalah : Jika kita membuat variabel di area global, maka variabel kita

harus diberi awalan ‘$’, seperti $global = “Suhendra”, tetapi jika kita membuat

variabel yang berada dalam area lokal atau dalam sebuah scope/fungsi, maka

variabel kita harus diberi awalan ‘%’, seperti %lokal = “Ainasoft Co. Ltd.”.

Di bawah ini adalah contoh bahasa pemrograman Torque Script:

$defaultGame = "starter.fps";

$displayHelp = false;

echo("Suhendra Ahmad");

http://contoh.in 25

function pushFront(%list, %token, %delim)

{

if (%list !$= "")

return %token @ %delim @ %list;

return %token; }

function pushBack(%list, %token, %delim)

{

if (%list !$= "")

return %list @ %delim @ %token;

return %token; }

Seperti sudah disinggung sebelumnya, Scripting Engine yang kita rancang berada di atas

layer Game Engine, dimana hal ini memberikan pengertian bahwa Scripting Engine kita

akan dapat memberikan kemampuan dalam membuat game. Demikian pula dengan

Torque Script. Torque Script memiliki semua kemampuan yang diberikan oleh layer di

bawahnya yaitu Torque Game Engine.

Lihatlah tampilan dari Game yang dibuat dengan Torque Script.

http://contoh.in 26

Gambar 4.1 Contoh game yang dibuat dengan Torque Script Torque Script diberi pustaka

spesifik oleh Torque Game Engine, sehingga Torque Script dapat menghasilkan game

seperti gambar di atas.

Pertanyaan, dapatkah kita membuat game seperti di atas? Dan bagaimana memulainya?

Jawabannya ya, dan kita dapat memulainya dengan terlebih dahulu membuat sebuah

Scripting Engine yang sangat handal. Sehingga, proses debugging akan menjadi lebih

mudah dan transparan.

Akhirnya, penulis mengatakan bahwa dalam dunia game, hanya imajinasi yang

membatasi kreatifitas kita.

http://contoh.in 27

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dalam proses perancangan suatu bahasa pemrograman game, maka seorang perancang

wajib mengetahui aturan-aturan dasar dari perancangan sebuah bahasa pemrograman.

Sehingga apabila kita paparkan secara ringkas, maka sebuah bahasa akan mencakup

komponen-komponen berikut :

• Tabel simbol (Symbol Table)

Tabel yang berisi simbol-simbol dan informasi mengenai tipe data dan hal – hal

lainnya yang diperlukan oleh sebuah kompilator dalam proses kompilasi.

• Analisis Lexical (Lexer)

Komponen yang berfungsi untuk mengkonversi atau menterjemahkan kumpulan-

kumpulan karakter (biasanya berupa file yang disebut dengan source code) ke

dalam besaran-besaran token, sehingga dari token-token tersebut, kompilator bisa

membuat keyword (kata kunci), operator, dan yang selainnya.

• Parser

Komponen dari kompilator yang berfungsi untuk mengambil token-token yang

telah dikonversi oleh lexer, sehingga parser dapat menciptakan sebuah pohon

sintaks dari token-token tersebut.

• Analisis semantik (Semantic Checker)

Komponen dari kompilator yang memeriksa ada atau tidaknya kesalahan yang

terdapat di dalam pohon sintaks yang telah diciptakan oleh parser.

• Pembangkit kode antara (Intermediate Code Generator)

Komponen dari kompilator yang berfungsi untuk menterjemahkan pohon sintaks

menjadi kode antara yang nantinya akan dipergunakan oleh pembangkit kode.

• Optimasi (Optimizer)

Komponen yang berguna untuk mengoptimalkan kode antara, agar tidak terjadi

redundansi dan cepat dalam proses eksekusinya.

• Pembangkit kode (Bytecode Generator)

http://contoh.in 28

Komponen kompilator yang berfungsi untuk membangkitkan kode-kode dalam

satuan byte (bytecode) yang merupakan hasil terjemah dari kode antara.

• Virtual Machine (Mesin Virtual)

Komponen yang berfungsi untuk mengeksekusi setiap kode-kode byte (bytecode)

yang sudah dibangkitkan oleh pembangkit kode.

Dalam perancangan komponen-komponen kompilator, kita harus memastikan bahwa

setiap komponen yang kita buat dapat berjalan dengan baik dan sesuai dengan yang

diharapkan dari masing-masing kompilator.

5.2. Saran

Kemudian, agar mudah dipahami, seorang perancang bahasa sangat disarankan membuat

aturan produksi sebaik mungkin, sehingga bahasa yang dirancangnya mudah dipelajari

oleh para pengguna dan programmer. Selain itu, sebuah bahasa yang baik juga harus

didukung dengan adanya Debugger yang baik pula, sehingga diharapkan setelah kita

membuat kompilator, kita juga membuat sebuah debugger yang berfungsi untuk

membantu para programmer dalam mendeteksi adanya error/kesalahan dalam program

yang mereka buat.

Kemudian, yang paling penting dari sebuah bahasa pemrograman pada saat ini adalah

adanya Integrated Development Environment (IDE). Dengan adanya IDE, maka

diharapkan seorang programmer akan merasa nyaman dan dimudahkan dalam proses

pembuatan sebuah program. Sehingga, setelah aspek - aspek tambahan ini kita sediakan,

maka bahasa pemrograman yang kita rancang akan menjadi bahasa pemrograman yang

profesional dan dapat bersaing dengan bahasa lain yang sudah ada sebelumnya, semacam

C, C++, Pascal, Java, dan yang selainnya.

http://contoh.in 29

DAFTAR PUSTAKA

1. Finney, Kenneth C., 2004, “3D Game Programming All In One”, Boston, Premier

Press.

2. Eberly, David H., 2002, “3D Game Engine Design: A Practical Approach to Real-

Time Computer Graphics”, London, Morgan Kauffman Publishers.

3. Dawson, Michael, 2004, “Beginning C++ Game Programming”, Boston, Premier

Press.

4. Philips Jr., Lorenso D., Lamothe, Andre, 2002, “Game Programming Tricks of

The Trade”, Ohio, Premier Press.

5. Bates, Bob, 2003, “Game Developer’s Market Guide”, Boston, Premier Press.

6. Harbour, Jonathan S., Smith, Joshua R., 2003, “Beginner’s Guide To DarkBasic

Programming”, Ohio, Premier Press.

7. Russell, Joseph P., 2001, “Java Programming for the absolute beginner”, Boston,

Premier Press.

8. Wells, Martin J., 2004, “J2ME Game Programming”, Boston, Premier Press.

9. Harbour, Jonathan S., 2001, “Pocket PC Game Programming: Using the Windows

CE Game API”, California, Prima Publishing.

10. Penton, Ron, 2004, “MUD Game Programming”, Boston, Premier Press.

11. Hollub, Allen I., 1990, “Compiler Design in C”, New Jersey, Prentice Hall.

Diunggah dalam: http://www.indowebster.com/profile/zirave