第一章 編譯程序概述

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),編譯原理,合肥計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系吳曉琴,課程簡(jiǎn)介,先行課程：,高等數(shù)學(xué)、,(PASCAL),、離散數(shù)學(xué)、匯編語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),編譯原理課程應(yīng)用領(lǐng)域,編譯器的設(shè)計(jì),一般的軟件設(shè)計(jì),例如：,文本編輯器、信息檢索系統(tǒng)、模式識(shí)別器,排版、繪圖系統(tǒng),程序驗(yàn)證器,為什么要設(shè)置編譯原理課程？,1,、加深對(duì)程序內(nèi)部執(zhí)行過程的理解,2,、為了進(jìn)一步編好程序,編譯原理,呂映芝,清華大學(xué)出版社,編譯程序設(shè)計(jì)原理,杜淑敏等,北京大學(xué)出版社,編譯原理,李贛生等,清華大學(xué)出版社,編譯程序構(gòu)造原理,和實(shí)現(xiàn)技術(shù),金成植,高等教育出版社,程序設(shè)計(jì)語言編譯程序,陳火旺等,國(guó)防工業(yè)出版社,Compiler Construction Principle and,Pratice,編譯原理及實(shí)踐,Kenneth,C.Louden,機(jī)械工業(yè)出版社,參,考,書,籍,參,考,書,籍,編譯原理,張呂映芝素琴,清華大學(xué)出版社,Return,編譯程序概述,1.1,什么是編譯程序,1.2,編譯程序的結(jié)構(gòu),1.3,編譯程序的,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),1.4,經(jīng)典的編譯程序,過程式語言,Fortran,Pascal,C,函數(shù)式語言,Lisp,邏輯式語言,Prolog,對(duì)象式語言,C+,第一章 編譯程序概述,1.1,什么是編譯程序,.,程序設(shè)計(jì)語言,程序設(shè),計(jì)語言,高級(jí)語言,低級(jí)語言（面向機(jī)器的語言）,匯編語言,機(jī)器語言,2,.,編譯和解釋程序,目標(biāo)程序,源,程,序,編,譯,程,序,初始數(shù)據(jù),計(jì),算,結(jié),果,源程序,解,釋,程,序,初始數(shù)據(jù),計(jì),算,結(jié),果,翻譯程序,：是指這樣的一種程序，它能夠把一,種語言程序,(,源語言程序,),轉(zhuǎn)換成另一種功能等價(jià),的語言程序,(,目標(biāo)語言程序,),。,編譯程序：,是一種翻譯程序，其源程序是高級(jí)語,言，目標(biāo)語言程序是低級(jí)語言。通常是一次性翻,譯方式。如,TC,等高級(jí)語言編譯程序。,解釋程序：,也是一種翻譯程序，它與編譯程序的,區(qū)別：立即執(zhí)行源程序，通常是逐句翻譯執(zhí)行，,如,BASIC,、,SQL,、,JAVA,的,BYTECODE,解釋程序等。,功能,工作結(jié)果,實(shí)現(xiàn)技術(shù)上,解釋,程序,源程序的一個(gè),執(zhí)行,系統(tǒng),源程序的,執(zhí)行結(jié)果,執(zhí)行中間代碼,編譯,程序,源程序的一個(gè),轉(zhuǎn)換,系統(tǒng),源程序的,目標(biāo)代碼,把,中間代碼轉(zhuǎn),換成目標(biāo)程序,解釋程序和編譯程序的區(qū)別,解釋程序和編譯程序,的,根本區(qū)別,：,是否生成目標(biāo)代碼,3,、高級(jí)語言程序的處理過程,高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言程序的典型處理過程如下圖所示：,需預(yù)處理源程序,預(yù)處理源程序,源程序,編譯程序,目標(biāo)語言（匯編語言）,匯編程序,機(jī)器碼,裝配,/,連接,絕對(duì)機(jī)器代碼,可再裝配,目標(biāo)文件,機(jī)器碼,翻譯外文資料,編譯源程序,分析,閱讀原文,識(shí)別單詞,分析句子,輸入并掃描源程序,詞法分析,語法分析,綜合,修辭加工,寫出譯文,代碼優(yōu)化,目標(biāo)代碼生成,1.,編譯程序的結(jié)構(gòu),翻譯外文資料與編譯源程序進(jìn)行類比,編譯程序的功能和組織結(jié)構(gòu),表 處 理,詞,法,分,析,源,程,序,目,標(biāo),程,序,錯(cuò) 誤 處 理,語,法,分,析,語,義,分,析,目,標(biāo),代,碼,生,成,前 端,后 端,中,間,代,碼,優(yōu),化,中,間,代,碼,生,成,編譯程序的,前端,：,與源語言有關(guān)，而與目標(biāo)機(jī)無關(guān)的編譯程序,編譯程序的,后端,：,與目標(biāo)機(jī)有關(guān)，而與源語言無關(guān)的編譯程序,遍（趟）,：是對(duì)源程序或源程序的中間結(jié)果從頭到尾掃描一遍，并作有關(guān)加工處理，生成新的中間結(jié)果或目標(biāo)程序。,宿主機(jī),：運(yùn)行編譯程序的計(jì)算機(jī)稱為宿主機(jī)。,目標(biāo)機(jī),：運(yùn)行編譯程序所產(chǎn)生的目標(biāo)代碼的計(jì)算機(jī)成為目標(biāo)機(jī)。,相關(guān)概念,1.3,編譯技術(shù)和軟件工具,一、編譯技術(shù)的發(fā)展,1950S,早期：算術(shù)工式譯成機(jī)器代碼。,1950S,中期：,FORTRAN,編譯系統(tǒng)。,1950S,末期：自動(dòng)生成工具出現(xiàn)，如：,LEX,、,YACC,。,1960S,：自展技術(shù)。,1971,年：用自展技術(shù)生成,PASCAL,編譯程序。,現(xiàn)代：并行編譯技術(shù)。,二、編譯技術(shù)與軟件工具,1,、先進(jìn)的軟件開發(fā)技術(shù)和軟件工具能提高編程效率、縮短調(diào)試時(shí)間。,2,、編譯程序本身是一種軟件工具。,3,、大部分軟件工具的開發(fā)常用到編譯技術(shù)和方法。,4,、進(jìn)行源程序處理的軟件工具實(shí)質(zhì)上都在不同程度上用到了編譯程序各個(gè)部分的技術(shù)和方法。,1.4,編譯程序的構(gòu)造,一、編譯程序的構(gòu)造途徑,1,、用某種程序語言編寫；,2,、用編譯程序自動(dòng)構(gòu)造工具構(gòu)造。,3,、通過現(xiàn)有的編譯基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行改造和組裝。,二、,T,型圖,T,型圖是用來表示一個(gè)編譯程序所涉及到的三個(gè)方面的語言的一種工具，將源語言,S,通過用語言,H,書寫的編譯器翻譯成目標(biāo)語言,T,的編譯程序可用如下,T,型圖,T,H,ST,表示,。,T,型圖的兩種組合方式：,三、編譯程序的自展,1,、方法：用“滾雪球”的方式生成編譯程序。,2,、思想：先用目標(biāo)機(jī)的匯編語言或機(jī)器語言書寫源語言的一個(gè)子集的編譯程序，再用這個(gè)子集作為書寫語言（屬于高級(jí)語言），實(shí)現(xiàn)源語言的編譯程序。,例：設(shè),C1C,目標(biāo)機(jī),A,的語言為,A,，則兩層自展構(gòu)造實(shí)現(xiàn)語言,C,對(duì)應(yīng),A,機(jī)器的編譯程序過程可描述為如下：,其自展過程：用語言,A,編寫語言,C1,的編譯程序,T,A,C1A,；再用,C1,書寫語言,C,的編譯程序,T,C1,CA,；最后再將,T,C1,CA,經(jīng)過,T,A,C1A,編譯得到,T,A,CA,。,1.4,經(jīng)典的編譯程序,Pascal,編譯程序,C,編譯程序,Fortran,編譯程序,