[工學(xué)]編譯原理第1章-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 PLD） 3 PL的 基本要素 、 工作原理 、 語(yǔ)言翻譯 的基本方法； PL進(jìn)行程序設(shè)計(jì) ， 即自學(xué)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的能力； 語(yǔ)言翻譯的基本技能 。 ：好記性不如爛筆頭，通過(guò)動(dòng)手加深理解和記憶。 知道 編譯技術(shù)可用于哪類軟件的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā) 。 學(xué)習(xí)指南 編譯程序是現(xiàn)代 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成部分之一 。 ? 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言分 低級(jí)語(yǔ)言 和 高級(jí)語(yǔ)言 兩類 ? 低級(jí)語(yǔ)言 :機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言等；其特點(diǎn)對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴性強(qiáng)、直觀性差、編寫程序的工作量大，對(duì)程序設(shè)計(jì)人員要求較高。 ? 在執(zhí)行時(shí)，一般應(yīng)有一些輔助子程序配合。 2 按范型劃分的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 13 3 其他面向特定應(yīng)用領(lǐng)域的語(yǔ)言 a． 互連網(wǎng)應(yīng)用 ： HTML、 XML b． 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) ： MATLAB c． 集成電路設(shè)計(jì) ： VHDL、 Verilog d． 虛擬現(xiàn)實(shí) ： VRML …… 問(wèn)題： 如何將形形色色的語(yǔ)言翻譯成可以在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的 0、 1串 ?? 14 語(yǔ)言之間的翻譯 高級(jí) 匯編 機(jī)器 L1 L2 A1 A2 M1 M2 編譯器 1 編譯器 1 匯編器 1 編譯器 2 編譯器 2 交叉匯編器 匯編器 2 反匯編 反編譯 轉(zhuǎn)換器 從功能上看，一個(gè)編譯程序就是一個(gè) 語(yǔ)言翻譯程序 。 編譯程序 目標(biāo)程序 如果從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的角度看，什么是編譯程序呢？我們說(shuō)編譯程序是一種軟件，是 系統(tǒng)軟件 。 軟件 ：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的程序及其文檔 系統(tǒng)軟件 ：居于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最靠近硬件的一層，其他軟件一般都通過(guò)系統(tǒng)軟件發(fā)揮作用。它主要包括需求定義語(yǔ)言，功能性語(yǔ)言，設(shè)計(jì)性語(yǔ)言，程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言以及文檔語(yǔ)言。w r i t e ( “x = ”, x ) 。 大多數(shù) PL采用此種方法翻譯； 2． 解釋器： 工作效率低 ， 即時(shí)間慢 、 空間費(fèi)；交互性與動(dòng)態(tài)特性好 、 可移植性好 。 過(guò)程頭＋過(guò)程體＝過(guò)程定義 編譯器的工作原理與基本組成 通用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的主要成份 4． 編譯器對(duì)兩類語(yǔ)句的翻譯： 聲明：生成相應(yīng)的環(huán)境 ， 一般是配置存儲(chǔ)空間 。 例如某源程序片斷如下： begin var sum, first, count: real。 a = a + 2。一般這種語(yǔ)法短語(yǔ)，也稱語(yǔ)法單位可表示成語(yǔ)法樹(shù)，比如上述程序段中的單詞序列： id1∶=id2+id3*10 經(jīng)語(yǔ)法分析得知其是 PASCAL語(yǔ)言的 “ 賦值語(yǔ)句 ” ，表示成如下頁(yè)圖所示的語(yǔ)法樹(shù) id1∶=id2+id3*10 id1∶=id2+id3*10 語(yǔ)法分析所依據(jù)的是語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī)則，即描述程序結(jié)構(gòu)的規(guī)則。 (3) 若表達(dá)式 1和表達(dá)式 2都是表達(dá)式，那么：表達(dá)式 1+表達(dá)式 2以及表達(dá)式 1 * 表達(dá)式 2都是表達(dá)式。但詞法分析的任務(wù)僅對(duì)源程序進(jìn)行線性掃描即可完成，比如識(shí)別標(biāo)識(shí)符，因?yàn)闃?biāo)識(shí)符的結(jié)構(gòu)是字母打頭的字母和數(shù)字串，這只要順序掃描輸入流，遇到既不是字母又不是數(shù)字字符時(shí)，將前面所發(fā)現(xiàn)的所有字母和數(shù)字組合在一起而構(gòu)成單詞標(biāo)識(shí)符。比如使用了沒(méi)有聲明的變量；或者給一個(gè)過(guò)程名賦值；或者調(diào)用函數(shù)時(shí)參數(shù)類型不合適或者參加運(yùn)算的兩個(gè)變量類型不匹配等等。 一般，語(yǔ)義分析的工作還包括類型審查，類型提升以及為代碼生成階段收集類型信息 . 比如審查每個(gè)算符是否實(shí)施于具有語(yǔ)言規(guī)范允許的運(yùn)算對(duì)象，當(dāng)不符合語(yǔ)言規(guī)范時(shí)，編譯程序應(yīng)報(bào)告錯(cuò)誤。語(yǔ)義分析階段進(jìn)行類型審查之后，將 整型量提升為實(shí)型量 。 如源程序 sum ∶ = first+count*10可生成四元式序列，如下所示，其中 ti(i=1,2,3)是編譯程序生成的臨時(shí)名字，用于存放運(yùn)算結(jié)果的。 翻譯成的四元式 : t1 = a b if t1 goto l t2 = a – c a = t2 l : t3 = b * c c = t3 代碼優(yōu)化 代碼優(yōu)化階段的任務(wù)是對(duì)前階段產(chǎn)生的中間代碼進(jìn)行變換或進(jìn)行改造，目的是使生成的目標(biāo)代碼更為高效，即省時(shí)間和省空間。 (1) (2) (3) (4) (5) MOVF MOLF MOVF ADDF MOV id3 id2 R1 R1 R2 R2 R1 R2 id1 例如，使用兩個(gè)寄存器 (R1和 R2)，圖 如下某匯編代碼。 編譯程序的另外兩個(gè)重要的工作是 表格管理和出錯(cuò)處理最重要的一種表格是 符號(hào)表 。 49 例 7 Pascal源程序語(yǔ)句如下： var x, y, z : real。 詞法分析（記號(hào)流） var id1, id2, id3 : real。 6 目標(biāo)代碼生成 ：不同形式的目標(biāo)代碼－匯編 、 可重定位 、 內(nèi)存形式（ LoadandGo） 。 … function f(a:integer。 編譯技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用 據(jù)說(shuō)第一個(gè)編譯程序的出現(xiàn)是在 20世紀(jì) 50年代早期，很難講出確切的時(shí)間，因?yàn)楫?dāng)初大量的實(shí)驗(yàn)和實(shí)現(xiàn)工作是由不同的小組獨(dú)立完成的，多數(shù)早期的編譯工作是將算術(shù)公式翻譯成機(jī)器代碼。它的功能是以任一語(yǔ)言的詞法規(guī)則、語(yǔ)法規(guī)則和語(yǔ)義解釋出發(fā)，自動(dòng)產(chǎn)生該語(yǔ)言的編譯程序。1971年， PASCAL的編譯程序用自展技術(shù)生成后，其影響就越來(lái)越大。 階段的工作。 … }… 為例，考慮編譯過(guò)程中它可能的不同表示形式來(lái)理解編譯各階段的工作。 {過(guò)程體 （ 開(kāi)始 ） } (3) begin x := y。 語(yǔ)句序列中既包括聲明性語(yǔ)句也包括操作性語(yǔ)句 。
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