《编译原理陈火旺第三版Chapt1.ppt

编译原理 第一章 引 论 本课程介绍程序设计语言编译程序构造的基本原理和基本实现技术. 第一章 引 论 编译理论与方法 计算机科学与技术中理论和实践相结合的最好典范 ACM 图灵奖，授予在计算机技术领域作出突出贡献的科学家 程序设计语言、编译理论与方法约占1/3 一. 什么是编译程序 一. 什么是编译程序 一. 什么是编译程序 编译程序 vs. 解释程序 二. 编译过程 把英文翻译为中文 识别出句子中的一个个单词； 分析句子的语法结构； 根据句子的含义进行初步翻译； 对译文进行修饰； 写出最后的译文。 二. 编译过程 编译程序的工作一般分为五个阶段: 词法分析 语法分析 中间代码产生 优化 目标代码产生 1. 词法分析 任务: 输入源程序，对构成源程序的字符串进行扫描和分解，识别出一个个单词符号。 依循的原则：构词规则 描述工具：有限自动机 FOR I := 1 TO 100 DO 保留字 标识符 等符 整常数 保留字 整常数 保留字 2. 语法分析 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串分解成各类语法单位。 依循的原则：语法规则 描述工具：上下文无关文法 Z := X + 0.618 * Y 算术表达式，赋值语句 3. 中间代码产生 任务:对各类不同语法范畴按语言的语义进行初步翻译。 依循的原则：语义规则 中间代码:三元式，四元式，树形结构等 Z:=X + 0.618 * Y 翻译成四元式为 (1) * 0.618 Y T1 (2) + X T1 T2 (3) := T2 _ Z 4. 优化 任务：对于前阶段产生的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。 依循的原则：程序的等价变换规则 FOR K:=1 TO 100 DO BEGIN X:=I+1; M := I + 10 * K; N := J + 10 * K; END 中间代码（一） 序号 OPR OPN1 OPN2 RESULT 注释 (1) := 1 K K:=1 (2) j 100 K (10) if (100K) goto (10) (3) + I 1 X X:=I+1 (4) * 10 K T1 T1:=10*K (5) + I T1 M M:=I+T1 (6) * 10 K T2 T2:=10*K (7) + J T2 N N:=J+T2 (8) + K 1 K K:=K+1 (9) j (2) goto (2) (10) 转换后的等价代码（二） 序号 OPR OPN1 OPN2 RESULT 注释 (1) + I 1 X X:=I+1 (2) := I M M:=I (3) := J N N:=J (4) := 1 K K:=1 (5) j 100 K (10) if (100K) goto (10) (6) + M 10 M M:=M+10 (7) + N 10 N N:=N+10 (8) + K 1 K K:=K+1 (9) j (5) goto (5) (10) 5. 目标代码产生 任务: 把中间代码变换成特定机器上的目标代码。 依赖于硬件系统结构和机器指令的含义 目标代码三种形式: 绝对指令代码: 可直接运行 可重新定位指令代码: 需要连接装配 汇编指令代码: 需要进行汇编 三. 编译程序结构 编译程序总框 2. 表格和表格管理 常见的表格:符号名表，常数表，标号表，入口名表，过程引用表。 格式: 3. 出错处理 出错处理程序：发现源程序中的错误，把有关错误信息报告给用户 语法错误 语义错误 4. 遍(pass) 所谓遍， 就是对源程序或源程序的中间表示从头到尾扫描一次。 阶段与遍是不同的概念。一遍可以由若干段组成，一个阶段也可以分若干遍来完成。 5. 编译前端与后端 编译前端：与源语言有关，如词法分析，语法分析，语义分析与中间代码产生，与机器无关的优化 编译后端：与目标机有关的优化，目标代码产生 优点：减少对内存容量的要求，程序逻辑结构清晰; 优化更