[工学]1第一章 编译原理引论.ppt

编 译 原 理(第3版) 课 程 目 的 了解编译程序的基本过程、实现原理和相关技术。 重点掌握程序编译过程原理性知识 说明 基于形式语言理论中的有关概念来讨论编译实现问题。即 编译原理=形式语言理论+编译技术 本书主要内容涉及： 高级程序设计语言 形式语言理论的基本概念 构造编译程序的基本概念、原理和技术 主 要 内容 基本知识——语法/语言/自动机 词法分析技术 语法分析技术（自下而上分析/自上而下分析） 属性文法和语法制导翻译 语义分析技术与中间代码生成 优化技术 学 习 要 求 学时：48学时讲授 作业：独立完成，习题课分析 实验：根据实验讲义按要求完成，提交程序和实验报告 考试：闭卷 成绩：考勤+作业+考试 第1章 引 论 编译程序的分类 诊断型编译程序 优化型编译程序 可重定目标型编译程序 交叉型编译程序 增量型编译程序 高级语言程序的执行 程序设计语言的执行基本有两种方式： (1).解释方式：以源程序作为输入，不产生目标程序，使用解释程序，对程序逐个语句进行分析，一边解释一边执行。根据语句的含义进行执行。 (2).编译方式：由高级语言转换为低级语言,然后对编译出来的目标程序进行运行计算。编译一次性翻译成目标代码，然后无数次执行，效率高。 (1).编译方式 编译程序的结构 编译程序的组成：编译如同初学翻译英文一样。 I wish you success. （1）词法分析——先扫描，识别出一个个单词：“I”， “ wish”， “ you”， “success” 。 （2）语法分析——把单词符号串分解成各类语法单位，分析句子语法结构： “I”-代词，可做主语；“wish”-动词，可做谓语；“you”-代词，可做间接宾语；“success”-名词，可做直接宾语。是一个合乎英语语法的句子。 （3）中间代码生成（语义分析） ——初步翻译：“我希望你成功” （4）对译文进行修饰——优化 （5）最后译文——目标代码生成：“祝你成功”。 编译过程实例 position := initial + rate * 60 编译程序的工作过程过程 编译程序框架 编译程序的功能和组织结构 编译程序在计算机系统中的作用 编译系统是一种软件，一种系统软件。 软件：计算机系统中的程序及其文档。 系统软件：居于计算机系统中最靠近硬件的一层，其他软件一般都通过系统软件发挥作用。和具体的应用领域无关，如编译系统和操作系统等。 语言处理系统：把软件语言书写的各种程序处理成可在计算机上执行的程序，如编译系统。 … … … rate … initial … position 符 号 表 代码生成器 代码优化器 语义分析器 中间代码 目标代码 中间代码 中间代码生成器 + id1 := * id2 Inttoreal 60 id3 生成的中间代码为： temp1：= inttoreal ( 60 ) temp2：= id3 * temp1 temp3：= id2 + temp2 id1 : = temp3 生成的代码为： MOVF id1 , R2 MULF #60.0 , R2 MOVF id2 , R1 ADDF R1 , R2 MOVF R1 , id1 优化： 生成的中间代码为： temp1：= inttoreal ( 60 ) temp2：= id3 * temp1 temp3：= id2 + temp2 id1 : = temp3 temp1：= id3 * 60.0 id1 : = temp1 目标代码生成 优 化 语义分析与中间代码生成 语法分析 词法分析 源程序 单词符号 语法单位 中间代码 目标代码 中间代码 输入源程序，扫描、分解源程序中的字符串， 根据词法规则识别出单词符号串。 在词法分析基础上，把单词符号串分解为各类语法单 位。通过语法分析, 判别它是否为语法上正确的程序。 分析语法分析产生的各类语法单位，进行初步翻 译，生成中间代码。 依据等价变化原则，对中间代码进行加工变换， 以期在后面产生更高效的目标代码。 把中间代码变换为特定机器行的低级语言代码。 这5个阶段只是从逻辑功能上的一种划分，实际情况要具体问题具体分析。 （1） 词法分析： 主要任务：从左到右扫描源程序，识别单词及其有关属性 ， 并转换成属性字 （2） 语法分析： 主要任务：分析源程序的结构, 判别它是否为相应程序设计 　　　　　语言中的一个合法程序 (3)语义分析和中间代码生成： 根据语法结构分析其含义，并用某中间语言表示出来,亦就生成中间代码，或者直接生成目标代码。 使用中间语言的好处： 使编译算法更加清晰，便于优化，还使编译程序的更多