编译程序基本概念.ppt

,编 译 原 理,如何让计算机 认识、理解 和 执行 高级程序设计语言 ？,2010年9月,关 于：,课程名称：,编译原理、编译方法、编译技术。,课程地位：,课程特点：,操作系统、编译系统和数据库系统 计算机中三大系统软件., 知识性 形式语言和自动机作为本课程的两大理论基础；二者也具有典型的应用技术; 系统性 从词法、句法、语义直到目标生成，构成了语言翻译的完整体系; 趣味性 关于语言处理的一些经典算法和实现技术，可以享受获取软件设计方法的乐趣。 应用性 编译技术可广泛应用于文本编辑、信息检索、模式识别以及机器翻译等各个领域。,第1章 关于编译程序的基本概念,1.1 什么是编译程序? 1.2 编译程序逻辑结构 1.3 编译程序实现机制 1.4 编程过程实例分析,.,.,., 计算机中语言的层次体系：,解释程序,图 1.1 计算机中语言的层次体系,高级语言1,编译程序2,反汇编程序,汇编程序,汇编语言,机器语言 计算机,反编译程序,转换程序,高级语言2,编译程序1,1.1 什么是 编译程序？,编译程序(compiler)是一种翻译程序， 它特指把某种高级程序设计语言翻译成具 体计算机上的低级程序设计语言。,高级语言的执行过程 -,源语言,编译程序,目标语言,数据,结果,运行程序,编译阶段,运行阶段,图 1.2 高级语言的执行过程,两个阶段：, 什么是 解释程序?,解释程序(interpreter)也是一种翻译程序，将某高 级语翻译成具体计算机上的低级程序设计语言;解释程序 的执行过成如图1.3 所示。,编译程序与解释程序的主要区别:,数据,结果,解释程序,图 1.3 解释程序的执行过程,一条源语句, 前者有目标程序而后者无目标程序；, 前者运行效率高而后者便于人机对话。,1.2 编译程序结构,词法 分析,语法 分析,语义 分析,代码 生成,源 语言,目标语言,错 误 处 理,符 号 表 管 理,图 1.4 编 译 程 序 总 体 结 构 框 图,优化 处理,编译程序总体结构如图1.4所示。,编译程序的五个阶段：,词法 分析,源 语言,语法 分析,语义 分析,优化 处理,代码 生成,目标语言,错 误 处 理,符 号 表 管 理,【例1.1】我们用树叶和颜料能够制作美丽的图画。,翻译过程,. 词法分析：,r( ) p( ) n( ) c( ) n( ) u( ) v( ) a( ) n( ).,. 句法分析：,汉英辞典 与知识库,We can make beautiful pictures with leaves and paint.,. 语义分析：,. 优化处理：,. 目标生成：, 编译程序与机器翻译的类比 ：,1.3 编译程序的实现机制,根据语言和环境的不同，编译程序实现时是把 图1.2 中的各阶段划分成若干遍；,遍：编译程序对源程序或等价程序从头至尾扫描的次数。,两遍 的编译程序： 第一遍 :词法分析 、语法分析和语义分析；,第二遍 :目标代码生成和目标代码优化。,每遍中的各阶段的工作是穿插进行的， 例如： 使语法分析器处于核心位置,而把词法分析器作为子 程序；当语法分析需要下一个单词时，就调用词法分析器， 识别一个单词。,1.4 编译过程实例,例：Pascal程序片段 :, 词法分析：识别单词并分类,var a,b:integer; . . . b:=a+2*5;,编译过程如下：, 关键字 (k) - var，integer ; 标识符 (i) - a，b ； 常 数 (c) - 2，5 ； 界 符 (p) - , ; : := +,单词类码,图 1.5 赋值语句 b:=a+2*5 的语法树,例： b := a + 2 * 5 的分析过程如下所示： （ 生成的结果是一棵 语法树 ), := ,b, + , * ,a,2,5,2. 语法分析： 组词成句及语法错误检查,算术表达式的 层次结构,3语义分析：分析各种语法成分的语义特征；,构建标识符的语义辞典-符号表：,构造语句的语义树-中间语言；,数据区,符号表, ( * 2 5 t1 ) ( + a t1 t2 ) ( := t2 _ b ),或,4 优化 ：提高目标程序质量的工作 ；, ( * 2 5 t1 ) ( + a t1 t2 ) ( := t2 _ b ),经 常数合并，可分别获得优化后的中间代码如下图所示：, ( + a 10 t2 ) ( := t2 _ b ),5 目标代码生成 ： 产生计算机可识别的语言 ；,通常，是把中间语言转换成目标代码，, ( + a 10 t2 ) ( := t2 _ b ),R 为寄存器 三条指令分别为：取、加 和 存 。,如：,目标代码：,编译程序的理论基础,编译程序的构造，是一种语言处理工程，其理论基础和技术基础主要有以下两个方面： 1. 形式语言【第2章】 计算机处理语言，首先应考虑语言的形式化、规范化，使其具有可计算性和可操作性；形式语言诞生于1956年，由chomsky创立。 2. 自动机【第3章】 自动机是一种语言模型，是语言的一种识别工具，它与