[工学]编译原理-第一章.pptVIP

TJNU-COCIE-WJW 编译原理第一章 引论 王金伟 计算机与信息工程学院 天津师范大学 编译原理 课程类别：专业选修课 适用专业：计算机科学与技术、计算机软件 总 学 时：51（平均每周3学时） 总 学 分：3 先修课：C语言、数据结构、离散数学 各班选一位同学担任课代表（收发作业） 考核方法 考勤5%（随机点名5次，每次1分） 课后作业5%（5次，每次1分） 上机作业20%（4个，试验报告，每个5分） 期末70% 主要内容 编译程序的基本构造原理和基本实现技术 形式语言基础知识 词法分析 语法分析 语法制导翻译 程序优化 代码生成 主要章节 第1章．引论 第2章．高级语言的定义和一般特征 第3章．词法分析 第4章．语法分析——自上而下分析 第5章．语法分析——自下而上分析 第6章．属性文法和语法制导翻译 第7章．语义分析和中间代码生成 第8章．符号表 第9章．运行时存储空间组织 第10章．优化 第11章．目标代码生成 教材和参考书 1. 教材： 陈火旺等：程序设计语言编译原理（第三版），国防工业出版社，2000年 2. 参考书： 编译原理和技术（第二版，陈意云编著，中国科学技术大学出版社，1997） 吕映芝、张素琴、蒋维杜：编译原理；清华大学出版社 1998 杜淑敏、王永宁：编译程序设计原理；北京大学出版社 1986 第一章 引论 1.1 什么叫编译程序 1.2 编译过程概述 1.3 编译程序的结构 1.4 编译程序与程序设计环境 1.5 编译程序的生成 1.6 学习“编译原理”课的注意事项 1.1 什么叫编译程序 多数用户用高级语言（C，C++，Pascal）编写程序，以实现他们所需要的应用 但目前的计算机执行的是非常低级的语言：机器语言。 问题：高级语言写出的程序最终是怎样在计算机上执行的呢？ 答案：编译程序 一、编译程序的概念 1. 现实例子 2. 翻译程序 能够把某一种语言程序转换成另一种语言程序，并且，后者与前者在逻辑上是等价的。 3. 编译程序 是翻译程序的一种 特点：目标语言比源语言低级 4. 解释程序 特点：以源语言程序作为输入，但不产生目标语言程序，而是边解释边执行 二、编译程序的分类 按编译目的不同分类： 1.诊断编译程序 专门用于帮助程序开发和调试的编译程序 2.优化编译程序 着重于提高目标代码运行效率的编译程序 二、编译程序的分类（续） 按编译目标不同分类： 目标机：运行编译程序所产生目标代码的计算机 宿主机：运行编译程序的计算机 1.交叉编译程序 产生不同于其宿主机的机器代码 2.可变目标编译程序 不需重写编译程序中与机器代码无关的部分就能改变目标机 三、几个概念 1.机器语言 计算机能够直接执行的机器指令系统 例如某种计算机的指令为 1011011000000000 加法操作 1011010100000000 减法操作 2.汇编语言 用一些助记符号来表示机器指令 例如A+B LD R A ADD R B 3.高级语言 其语法和结构类似于自然语言，容易记忆和书写 例如C语言，Java等 4.源语言 把被翻译（或编译）的语言称为源语言 5.目标语言 把翻译（或编译）之后得到的语言称为目标语言 6.源程序 用源语言编写的程序 7.目标程序 用目标语言编写的程序 1.2 编译过程概述 过程复杂，可与自然语言翻译作类比 一、词法分析阶段 任务：输入源程序，根据词法规则，对构源程序的字符串进行扫描和分解，识别出一个个单词符号 单词符号是程序语言的基本成分 例：A = B * C 由5个单词构成：A，等号，B，乘号，C for I:=1 to 100 do 单词符号：for, I, :=, 1, to, 100, do 实现方法： 构造词法分析程序（扫描器） 二、语法分析阶段 任务： 在词法分析的基础上，根据语言的语法规则把识别出的单词符号串，分解成各类语法单位（语法范畴，如表达式、语句、程序段、过程、函数、程序等），以确定整个输入串是否构成语法上正确的“程序”。 例：A = B * C B * C是表达式， A = B * C是赋值语句 实现方法： 构造语法分析程序（语法分析器） 三、语义分析和中间代码生成阶段 任务： 对语法分析所识别出的各类语法范畴，分析其含义，并进行初步翻译（产生中间代码） 静态语义检查：变量是否定义、类型是否正确等 进行中间代码翻译 例：C语言中，变量需要在使用前声明 实现方法： 构造语义分析程序 中间代码： 是一种含义明确，便于记忆的记号系统，独立于硬件，与机器指令在形式上有所接近，容易替换成机器指令。 表示形式： 后缀式：表示表达式，把运算量（操作数）写在前面，把运算符写在后面（后缀）