编译原理第1章剖析.ppt

§1.1 什么是编译程序 第一章 引论 课程简介、编译程序的基本概念、典型的编译过程 §1.0 课程简介 课程基本信息 课程中文名称：编译原理 课程英文名称：Compile Principle 课程主要内容：编译程序的工作原理与开发设计方法 课程类别：必修 适用专业：信息工程学院计算机科学与技术专业 总学时：48学时（其中理论40学时，上机8学时） 总学分：3 本课程在教学计划中的地位、作用和任务 计算机科学与技术专业高年级学生的专业必修课。 先修课程：程序设计方法、高级程序设计语言(PASCAL、C、…)、数据结构、离散数学等。 作用和任务 专业素质与能力的训练与培养； 从事与编译系统相关的工作； 提高软件开发的能力； 一个难度很大的系统软件的实例； 大量实用的工具和方法； 考研需要。 三、参考书： 1.《编译原理》（原版名：Compiler Principles, Techniques, and Tools） 阿霍（Aho, A. V.）等著，李建中等译 机械工业出版社 （龙书） 2. 《现代编译原理-C语言描述》 （原版名：Modern Compiler Implementation in C ）Andrew W. Appel等著，陈明译 电子工业出版社（虎书） 3. 《高级编译器设计与实现》 （原版名： Advanced Compiler Design and Implementation ）Steven S. Muchnick等著 机械工业出版社 （鲸书） §1.1 什么是编译程序 翻译程序：把源语言程序逻辑等价的转换成目标语言程序的程序； 编译程序：源语言是高级语言，目标程序是低级语言的翻译程序； 编译程序的分类 诊断编译程序：用于帮助程序开发和调试； 优化编译程序：着重于提高目标代码的效率； 交叉编译程序：运行编译程序的计算机为宿主机，运行编译程序所产生的目标代码的计算机为目标机，如果编译程序产生不同于其宿主机的机器代码，称为交叉编译程序； 可变目标编译程序：若不需重写编译程序中与机器无关部分就能改变目标机，则该编译程序为可变目标编译程序； §1.2 编译程序工作过程 自然语言的翻译过程： 编译程序的工作过程： 词法分析（扫描程序） 任务：输入源程序，对构成源程序的字符串扫描和分解，识别出其中的单词 （如标识符、常数、算符、界限符等）； 输入：源程序字符串； 输出：单词串，也就是等长的内部形式（即属性字）； 依据：词法规则； 词法规则的研究和描述工具：正规式、自动机； 语法分析（识别程序） 任务：在词法分析的基础上，把单词符号串分解成各类语法单位（语法范畴），并确定整个输入串是否构成语法上正确的程序 ； 输入：单词符号串； 输出：语法单位（语法树）； 依据：语法规则； 语法规则的描述：上下文无关文法，下推自动机； 例：id1=id2+id3*10的语法树 语义分析与中间代码生成 任务：分析各类语法范畴的含义，进行静态语义检查（类型检查、控制流检查、一致性检查和相关名字检查）并进行初步翻译； 输入：语法树或中间表示 输出：中间代码 （四元式）； 依据：语义规则； 语义规则的描述：属性文法。 例：语义分析类型检查，有错误吗？ int a, *p; a=10; p=a; 中间代码 中间代码是一种独立于具体硬件的记号系统，或者与现代计算机的指令形式有某种程度的接近，或者能比较容易地变换成机器指令。 中间代码主要有三元式、间接三元式、逆波兰记号、树形表示，常用的中间代码是四元式。 例1：id1=id2+id3*50的四元式 (1) (inttoreal 50 - t1) (2) (* id3 t1 t2) (3) (+ id2 t2 t3) (4) (= t3 - id1) 优化 对中间代码进行加工变换，以期在最后阶段产生更高效的目标代码； 输入：优化前的中间代码； 输出：优化后的中间代码； 依据：程序的等价变换规则； 常用技术：基本块优化、循环优化等。 例：id1=id2+id3*50的四元式优化处理 (1) (inttoreal 50 - t1) (2) (* id3 t1 t2) (3) (+ id2 t2 t3) (4) (= t3 - id1) 优化结果： (1) (* id3 60.0 t1) (2) (+ id2 t1 id1) 目标代码生成 任务：把优化后的中间代码变换成特定机器上的低级语言代码 （目标代码）； 输入：中间代码； 输出：目标代码； 依据：硬件系统的结构和机器指令的含义； 目标代码种类： 绝对指令代码：目标代码可立即执行； 汇编指令代码：需汇编器汇编之后才能运行； 可重定位的指令代码：必须借