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第一章 引 论 《计算机硬件与系统软件》 考试时间：2014年1月11日上午14：30--16：30 考试地点：105102教室 第一章 引 论 第一章 引论（1） 1.1 什么叫编译程序 编译程序:是指这样的程序，它能够把某种语言的程序转换成另一种语言的程序，而后者与前者在逻辑上是等价的。如果源语言是诸如FORTRAN、Pascal、C、Ada、Smalltalk或Java这样的“高级语言”，而目标语言如汇编语言之类的“低级语言”这样的翻译程序则称之为编译程序。 第一章 引 论 编译程序又简称为“编译器” 第一个编译器是20世界50年代的后期出现的FORTRAN语言编译器。 同样，解释程序又简称为“解释器”，但是在概念上与编译器有明显区别： 编译程序是源转换系统，而解释程序是源程序的一个执行系统。 编译程序的结果是得到等价源程序的某种目标机程序，而解释程序的结果是得到源程序的执行结果，即它相当于执行源程序的抽象机。 第一章 引 论 这里主要研究过程式语言的编译 高级语言分类及其编译： 过程式语言：FORTRAN Pascal ADA C 函数式语言：LISP ML ASL 逻辑式语言：PROLOG 对象式语言：SMALLTALK C++ 函数式语言与逻辑式语言，特别是逻辑式语言，其编译技术与过程式语言的差别比较大；因对象式语言的载体基本上是过程式的，所以其编译程序也不难理解。 第一章 引 论 注意编译程序与解释程序的区别，一个语言的解释程序是着样的程序：它以该语言写的源程序作为输入，但不产生目标程序，而是边解释边执行源程序本身。 术语“编译”的内涵是实现从源语言表示的算法向目标语言表示的算法的等价变换。 第一章 引 论 1.2 编译过程概述 掌握编译过程的五个基本阶段，是我们学习编译原理课程的基本内容，把编译的五个基本阶段与英译中的五个步骤相比较，有利于对编译过程的理解： 第一章 引 论 元级程序设计 通常只是把编译程序看做是程序设计语言到机器语言的转换。 元级程序设计是针对输入输出都是程序的，编译技术显然是种元级别程序设计。 实际上编译技术不仅能用在几乎所有的元级程序设计中，而且还能用在一些预想不到的地方。如在超大规模集成电路的设计方面，可以将高级语言程序转换电路的排版和组成，这称为硅编译程序。 第一章 引 论 英译与编译的比较 1。识别出句子中的一个个单字 2。分析句子的语法结构 3。初步翻译句子的含意 4。译文修饰 5。写出最后译文 1。词法分析 2。语法分析 3。语义分析中间代码生成 4。优化 5。目标代码生成 第一章 引 论 源程序是以文本文件方式存在 注意：程序总是以字符串的方式存在。 第一章 引 论 1。2。1词法分析 输入源程序，对构成源程序的字符串进行扫描和分解，识别出一个个单词（也称单词符号，或简称符号） 在词法分析阶段工作所依循的是语言的词法规则。描述词法规则的有效工具是正规式和有限自动机。 第一章 引 论 1。2。2语法分析 语法分析的任务：在词法分析的基础上，根据语言的语法规则，把单词符号分解成各类语法单位（语法范畴），如“短语”、“句子”、 “子句”、“程序段”等。 语法规则通常用上下文无关文法描述。 第一章 引 论 1。2。3语义分析与中间代码的产生 这一阶段通常包括两方面的工作首先对各种语法范畴进行静态语义检查，如果正确则进行另一方面的工作，即进行中间代码的翻译。 通常使用属性文法描述语义规则 所谓“中间代码”是一种含义明确，便于处理的记号系统。 中间代码除四元式外，还有三元式、间接三元式、逆波兰记号、树形表示等。 第一章 引 论 1。2。4 优化 优化的任务在于对前段产生的中间代码进行加工，以期在最后阶段产生更为高效（省时间和空间）的代码 优化所依循的原则是程序的等价变换规则 其方法有：公共子表达式的提取、循环优化、删除无用代码等。 第一章 引 论 1。2。5 目标代码生成 这一阶段的任务：把中间代码（或经优化处理后）变换成特定机器上的低级语言代码。它有赖于硬件系统结构和机器指令含义。 第一章 引 论 1。3 编译程序的结构 表 格 管 理 词法分析器 语法分析器 语义分析与中间代码产生 优化器 目标代码生成器 源程序 单词符号 语法单位 中间代码 中间代码 目标代码 出 错 处 理 第一章 引 论 我们可以按