編譯原理課程教案

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1、第1章引論本章內(nèi)容·什么是編譯·編譯過程概述·編譯階段的組合:通過描述編譯器的各個(gè)階段來介紹編譯這個(gè)課題1.1什么是編譯程序????一、程序設(shè)計(jì)語言的基礎(chǔ)知識(shí)????1、程序:一系列指令或語句,用來描述計(jì)算機(jī)依次要執(zhí)行的一系列工作。????2、結(jié)構(gòu):基本符號(hào)(字母、數(shù)字、符號(hào)等)、單詞(符號(hào))、量(語法單位)、表達(dá)式、語句、分程序、程序????3、程序設(shè)計(jì)語言的定義(指高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言)???分語法、語義和語用三部分。????·語法是描述程序的結(jié)構(gòu),根據(jù)它可以產(chǎn)生正確的程序。??(詞法規(guī)則、語法規(guī)則)·語義是語言成分的含義

2、,由程序執(zhí)行的效果來說明?!ふZ用是語言的實(shí)際應(yīng)用。如:x:=a+b*c二、什么是翻譯程序?翻譯程序指的是這樣一個(gè)程序,它能夠把某一種語言程序(源語言程序)改造成另一種語言程序(目標(biāo)語言程序),而兩者在邏輯上是等價(jià)的。三、程序設(shè)計(jì)語言的轉(zhuǎn)換·編譯程序源語言是高級(jí)語言,目標(biāo)語言是機(jī)器語言/匯編語言,則翻譯程序稱為編譯程序。·匯編程序源語言是匯編語言,目標(biāo)語言是機(jī)器語言,則翻譯程序稱為匯編程序。·解釋程序解釋程序是另一類翻譯程序,它同時(shí)處理源程序和數(shù)據(jù),對(duì)源程序解釋執(zhí)行而不生成目標(biāo)程序。??四、編譯過程可分為兩個(gè)階段或三個(gè)階段:

3、1、編譯執(zhí)行:按編譯方式在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行用高級(jí)語言編寫的程序,需經(jīng)過兩個(gè)階段:?????????????編譯階段,把源程序翻譯為目標(biāo)程序;?????????????運(yùn)行階段,真正執(zhí)行此目標(biāo)程序。?????????????優(yōu)點(diǎn):只需分析與翻譯源程序一次,不必重新翻譯。?????????????缺點(diǎn):目標(biāo)程序在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤,只要來源于源程序,必須在源程序中找錯(cuò)。1、解釋執(zhí)行:源程序的每個(gè)語句一經(jīng)解釋就立即執(zhí)行。????????????優(yōu)點(diǎn):與用戶通信方便。?????????????缺點(diǎn):效率很低。1.2編譯過程和編譯程序的結(jié)

4、構(gòu)如:一、編譯程序的組織?????????編譯程序從輸入源程序到輸出目標(biāo)程序,可由五部分來組成:二、編譯程序的各個(gè)部分??????1、詞法分析????????輸入源程序,對(duì)構(gòu)成源程序的字符串從左到右一個(gè)字符一個(gè)字符地進(jìn)行掃描和分解,依據(jù)詞法規(guī)則(或構(gòu)詞規(guī)則)識(shí)別出一個(gè)個(gè)的單詞(單詞符號(hào)或符號(hào)),轉(zhuǎn)換成機(jī)器容易識(shí)別的內(nèi)碼形式。??????????內(nèi)碼用二元式(種別碼,屬性值)表示。??????????輸入:字符串??????????輸出:(種別碼,屬性值)——序?qū)??????????屬性值——單詞的機(jī)內(nèi)表示?????????

5、?是最初級(jí)的語法分析????單詞種類:(1)一類是特殊的單詞,如保留字、運(yùn)算符、分界符等,這些都是源語言所提供的;(2)另一類是普通單詞,如用戶在源程序中定義的標(biāo)識(shí)符、常數(shù)等。????例如:程序段????intx,a,b;????x=a+b*50;????詞法分析后的結(jié)果為????(1)保留字int???(2)標(biāo)識(shí)符x????(3)界限符,????(4)標(biāo)識(shí)符a???(5)界限符,????(6)標(biāo)識(shí)符b?????(7)界限符;???(8)標(biāo)識(shí)符x????(9)運(yùn)算符=???(10)標(biāo)識(shí)符a????(11)運(yùn)算符+????(

6、12)標(biāo)識(shí)符b???(13)運(yùn)算符*???(14)整常數(shù)50?(15)界限符;1、語法分析?根據(jù)語言的語法規(guī)則(文法規(guī)則),把單詞符號(hào)串組成各類語法單位(語法范疇),如:表達(dá)式、語句、分程序、程序?????????輸入:?jiǎn)卧~序列?????????輸出:語法單位?????????語法規(guī)則寫成Backus-Naur-Form(BNF)式,形式如下:?????????A::=B

7、C或A?B

8、C?????????語法分析有兩種方法:?????????推導(dǎo)(Derive)和歸約(Reduce)?????????語法分析對(duì)說明語句填寫

9、符號(hào)表,一般語句構(gòu)造語法樹????例如:賦值語句a=b+c*10經(jīng)語法分析生成語法樹賦值語句a=b+c*10語法樹的另一種形式2、語義分析????????語義:程序的“意思”。????????任務(wù):1.分析語法成分的含義和用途,2.應(yīng)進(jìn)行的運(yùn)算和操作,3.同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的語義檢查。如:在說明語句中是否有矛盾的類型說明。表達(dá)式中,類型不匹配。?過程調(diào)用中,實(shí)參和形參的配合。????????依據(jù):語義規(guī)則。???賦值語句a=b+c*10經(jīng)語義分析生成語法樹(考慮類型問題:a,b,c為實(shí)型)中間代碼生成?根據(jù)語義規(guī)則產(chǎn)生一種介于源

10、語言與目標(biāo)代碼之間的一種中間代碼。?中間代碼是不依賴于機(jī)器但是又便于生成依賴于機(jī)器的目標(biāo)代碼的一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、含義明確的記號(hào)系統(tǒng)。中間代碼常用四元式來表示:?????????中間代碼的特點(diǎn):簡(jiǎn)單規(guī)范、機(jī)器無關(guān)、易于優(yōu)化與轉(zhuǎn)換。????例a=b+c*10?????5、代碼優(yōu)化?????????對(duì)前階段產(chǎn)生的

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