编译原理PPT教学课件-第1章 编译引论.ppt

为什么要学习编译原理 程序设计语言是计算机软件专业的重要核心 学习编程的历程： C语言－－汇编语言－－数据结构 为什么要学习编译原理 计算机软件学科理论与实践相结合的典范。 在学习过程中既要注重该领域在理论上取得的完美结论，也要注重这些理论在实际中的应用。 教学内容 1.1.程序的翻译 1.2. 编译程序的组成 1.3. 编译程序构造 1.4. 编译技术的应用及发展 低级语言（Low level Language) 字位码、机器语言、汇编语言 特点：与特定的机器有关，功效高，但使用复杂、繁 琐、费时、易出错 高级语言 -- Fortran、Pascal、C 语言等 特点：不依赖具体机器，移植性好、对用户要求低、易使用、易维护等。 源程序的编译和运行 编译或汇编阶段 运行阶段 工作过程 “编译-解释执行”系统 所谓编译过程是指将高级语言程序翻译为等价的目标程序的过程。 翻译和编译工作的比较 并行编译技术 目的：提高并行计算机体系结构的性能，超大规模计算的日益增长的需求 两种实现方法 利用重构技术将串行程序并行化 直接编写并行程序 交叉编译技术 管理各种符号表（常数、标号、变量、过程、结构……） 查、填（登记、查找）源程序中出现的符号和编译程序生成的符号，为编译的各个阶段提供信息 辅助语法检查、语义检查 完成静态绑定、管理编译过程 Hash表、链表等各种查、填表技术 进行各种错误的检查、报告、纠正，以及相应的续编译处理（如：错误的定位与局部化） 词法：拼写、定义、…… 语法：语句结构、表达式结构、…… 语义：类型不匹配、…… 模块分类 编译程序8项功能对应8个模块 翻译 辅助 符号表管理 出错处理 中间代码生成 代码优化 目标代码生成 词法分析 语法分析 语义分析 分析 典型的编译程序具有7个逻辑部分 S.P O.P 语义分析及生成中间代码程序 目标代码生成程序 代码优化程序 语法分析程序 词法分析程序 错 误 处 理 符 号 表 管 理 第一遍 第二遍 …… S.P 中间形式1 S.P 中间形式2 C2 C1 S.P O.P 上一遍的结果是下一遍的输入，最后一遍生成目标程序。 对源程序（包括源程序中间形式）从头到尾扫描一次，并做有关的加工处理 ，生成新的源程序中间形式或目标程序，通常称之为一遍。 遍 一遍扫描即可完成整个编译工作的称为一遍扫描编译程序 遍的划分视具体情况而定（内存的大小、源语言的繁简、目标程序质量的高低） 优点： 1、减少对内存容量的要求 2、编译程序结构清晰、各遍功能独立、相互联系简单 缺点： 增加读写中间文件的次数，降低效率 根据编译程序各部分功能，将编译程序分成前端和后端 前端：通常将与源程序有关的编译部分称为前端。 词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成 ---分析部分 特点：与源语言有关 后端：与目标机有关的部分称为后端。 代码优化、代码生成　　　　　　　　---综合部分 特点：与目标机有关 1.2.3 编译阶段的组合 .java java源程序文件 .class 二进制字节码文件 Java虚拟机（JVM) 本地计算机系统 编译 同一前端+不同后端 ? 不同机器构成同一语言的编译程序 例如Java语言 同一前端+不同后端 ? 不同机器构成同一语言的编译程序 例如.NET框架 不同前端+同一后端 ? 同一机器生成几个语言的编译程序 例如GCC 构造编译程序必须精通: 源 语 言 目标语言 编译方法 1.3　编译程序的构造 Ｔ 形图 表示语言翻译的 Ｔ 形图 源语言 表示语言 目标语言 功能 1）交叉编译(Cross Compiling)/移植 Q1：A机上有一个C语言编译器，是否可利用此编译器实现B机上的C语言编译器？ 条件：Ａ 机有 Ｃ 语言的编译程序（P1) 目的：实现 Ｂ 机的 Ｃ 语言的编译(P3) 1. (人)用Ｃ语言编制B机的Ｃ编译程序P0(C→B) Ｃ语言 Ｃ语 言 Ｂ机器 P0 Ｃ语言 Ａ机器 A机器 P1 Ｃ语言 A机器 Ｂ机器 P2 2. (Ａ机的C编译P1)编译P0，得到在A机上可运行的P2(C→B) Ｃ语言 Ｃ语言 Ｂ机器 P0 Ｃ语言 Ａ机器 A机器 P1 Ｃ语言 A机器 Ｂ机器 P2 获得