编译原理课程论文.pdfVIP

编译原理课程论文--第1页

编译原理课程论文

09计本(3)班0904013028周幼新

一、编译原理概述

编译原理是计算机专业的一门重要专业课，旨在介绍编译程序构造的一般原

理和基本方法。包括语言和文法、词法分析、语法分析、语法制导翻译、中间代

码生成、存储管理、代码优化和目标代码生成。

编译器将源程序编写的程序作为输入，从而产生用目标语言编写的等价程序

输出。通常地，源程序为高级语言，如C或C++，而目标语言则是目标机器的

目标代码（有时也称作机器代码），也就是写在计算机机器指令中的用于运行的

代码。这一过程可以表示为：源程序→编译器→目标程序。

二、编译原理的发展历程

20世纪40年代，由于冯·诺伊曼在存储程序在计算机方面的应用，编写一

串代码或程序保存在计算机中供计算机执行是十分方便的。起初这些程序都是用

机器语言编写的指令（只有0和1的程序），但编写这样的代码十分费时、困难

和乏味，从而产生用符号语言（汇编语言）编写的程序代替了。

在汇编语言中，都是以符号形式给出指令和存储地址的。汇编程序将用汇编

语言的符号代码和存储地址翻译成与机器语言相对应的数字代码。汇编语言大大

提高了编程的速度和准确度。尤其在要求程序有极快的速度和极高的简洁程度时

更为重要。

汇编语言也有许多缺点：编写起来也不容易（比机器语言好多了），阅读和

理解很难；而且汇编语言的编写严格依赖于特定的机器，所以为一台计算机编写

的代码在应用于另一台计算机时必须完全重写。所以编程技术的下一个重要目的

就是以一个更类似于数学定义或自然语言的简洁形式来编写程序，编写后的程序

与任何机器都无关。

NoamChomsky通过对自然语言结构的研究，发现并最终使得编译器结构异

常简单，甚至还带有了一些自动化。Chosmky的研究根据语言文法（指定其结构

的规则）的难易程度以及识别它们所需的算法来为语言分类。与乔姆斯基分类结

构一样，包括了文法的4个层次：0型文法、1型文法、2型文法和3型文法，

编译原理课程论文--第1页

编译原理课程论文--第2页

且其中的每一个都是其前者的特例。其中2型文法（上下文无关文法）被证明是

程序设计语言中最有用的，今天它已代表着程序设计语言结构的标准方式。

现在编译器设计主要考虑到两点：1、编译器能够识别更为复杂的算法的应

用程序，用于推断或简化程序中的信息；这使得它与更为复杂的程序设计语言的

发展结合在一起。2、编译器越来越成为基于窗口的交互开发环境的一部分，它

包括了编辑器、链接程序、调试程序以及项目管理程序。

三、编译器的分析

编译器分析的对象是前端生成并传递过来的中间代码，优化型编译器常常用

好几种层次的中间代码来表示程序，高层的中间代码，接近输入的源代码的格式，

与输入语言相关，包含更多的全局性的信息，和源代码的结构；中层的中间代码

与输入语言无关，低层的中间代码与机器语言类似。不同的分析，优化发生在最

适合的那一层中间代码上。常见的编译分析有函数调用树，控制流程图，以及在

此基础上的变量定义－使用，使用－定义链，变量别名分析，指针分析，数据

依赖分析等等。上述的程序分析结果是编译器优化和程序变形的前提条件。常见

的优化和变新有：函数内嵌，无用代码删除，标准化循环结构，循环体展开，循

环体合并，分裂，数组填充等等。优化和变形的目标是减少代码的长度，提高

内存，缓存的使用率，减少读写磁盘，访问网络数据的频率。更高级的优化甚至

可以把序列化