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系统软件课程设计实验指导 （编译系统部分） 华东理工大学计算机系人工智能教研组 实验安排 编译程序是大型软件，学生无法在有限的课时内完成它。因此我们专门开设系统软件课程设计实验，来提高学生在系统软件设计方面的认识和实际的开发能力。我们选择pascal语言的真子集语言作为编译的对象语言。因为该语言具有pascal语言的面向算法语言的主要特点。具有结构化程序的语句类型。但为了压缩所构造的编译程序的规模，决定该语言仅包含赋值语句、if条件语句、while循环迭代语句以及必要的输入输出语句。数据类型先考虑整型，做到麻雀虽小五脏俱全的目的。对象语言文法定义见后面的附录。 编译程序用C语言编写。 整个课程设计分三个部分。 1．词法分析 可将其编成一个过程。对用对象语言编的源程序（存于磁盘中）逐行逐词地进行分析。将被识别的单词转化为规格相同的二元式（类号，内码），交给语法分析程序进一步处理。 2．语法分析 调用词法分析程序，取回单词的（类号，内码），按照语法规则检查它在语法上的正确性。对不正确的语句及时向用户报告出错的行号及出错的性质，以便及时纠正。这一部分实践不产生结果，只检查源程序的正确性。 3．不含函数说明和函数调用语句的源程序的翻译，强调语法制导翻译，即要求在一遍编译中生成四元式中间代码序列。 编译结果生成的中间代码可通过解释执行程序解释执行，并产生运行结果。但是解释程序不是编译的必要部分，其程序另外提供。 实验要求 要求该语言编译系统是一个编译—解释执行系统，其重点是编译。它采用一遍编译，以语法分析为核心，由它调用词法分析程序取回单词的类号，语法分析就利用这些类号查造符号表等，进行语法制导翻译。如遇语法或语义错，则随时调用出错处理程序，并显示出错信息。 在开发该语言的编译程序过程中，必须按照结构化程序设计方法开发软件，模块划分要清晰，模块间的数据传递格式要一致。编写的程序要便于调试、测试和维护，要求上机前编好程序并进行程序的静态跟踪，编制的程序要求文档齐全、添加必要的注释、提高程序可读性。 设计完成，撰写实验报告， (要求分别阐述词法分析器、语法分析器、语义分析和翻译器的设计思路和方法，说明程序的系统流程或系统结构（可画出流程图）。 (要求给出词法分析器、语法分析器、语义分析和翻译器的独立的程序代码，并加以注释； (给出测试用例的源程序以及运行结果，并分析其正确性。 (课程设计中遇到的问题，及如何解决，实验的收获、体会和建议。 实验一 词法分析 词法分析是编译程序设计的第一阶段，通常把词法分析当作过程处理而不作为独立的一遍。为了从编译程序的整体考虑，主程序应设计成循环迭代语句，每调用一次词法分析程序，返回一个二元式（类号，内码），直至返回‘.’的（26，-）二元式为止。其结构如下： 根据该语言的词法规则构造相应的有限自动机FA进行词法分析，符号表与常量表都从0号单元起存放，符号表需检查重定义。有能力的学生希望能处理无符号实数。 该语言各单词的类号见附录表1 要求该语言的某一源程序在词法分析后显示输出如下： 例1：program fibonacci; |13|21|24 var m:integer; |18|21|25|9|24 function fib (n:integer):integer; |7|21|27|21|25|9|28|25|9|24 begin |1 if n=0 then fib:=0 |8|21|38|22|16|21|44|22 else if n=1 then fib:=1 |5|8|21|38|22|16|21|44|22 else fib:= fib(n-1)+fib(n-2) |5|21|44|21|27|21|35|22|28 |34|21|27|21|35|22|28 end; |6|24 begin |1 read(m); |14|27|21|28|24 write(fib(m)) |20|27|21|27|21|28|28 end. |6|26 实验二 语法分析 语法分析是检查用该语言编写的源程序是否满足该语言的语法定义，它是编译程序的核心部分。当进行语法分析时，调用词法分析程序取回单词的类号，判别这些单词是否可组成正确的语句：如果正确，则语法分析通过，否则报告出错的性质及出错的行号。 语法分析分自上而下和自下而上两种方式，我们仅选择递归下降方法进行语法分析。语法分析的主程序大致如下： main( ) {flag: boolean; scanner(a,b); if a=13 then scanner(a,b); if a=21 then scanner(a,b); if a=24 then scanner