编译原理ch1

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课程简介
教材和参考书
– 陈火旺、刘春林等，程序设计语言编译原理（第3版）， 陈火旺、刘春林等，程序设计语言编译原理（ 版 国防工业出版社， 国防工业出版社，2011 – Alfred V.Aho，Ravi Sethi，Jeffrey D.Ullman ， ， ， Compilers: Principles,Techniques,and Tools ※ – Andrew W.Appel，with Jens Palsberg ，Modern ， Compiler Implementation in C – Steven S.Muchnick，Advanced Compiler Design ， and Implementation
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1.1 什么是编译程序
编译程序与解释程序的区别
–一个语言的解释程序是着样的程序：它以该语 言写的源程序作为输入，但不产生目标程序， 而是边解释边执行源程序本身。 –术语“编译”的内涵是实现从源语言表示的算 法向目标语言表示的算法的等价变换。
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1.1 什么是编译程序
名词概念
– 诊断编译程序：用于帮助程序开发和调试 诊断编译程序： – 优化编译程序：提高目标代码的效率 优化编译程序：
• 宿主机：运行编译程序的计算机 • 目标机：运行编译程序所产生的目标代码的计算机
– 交叉编译程序：编译程序产生不同于宿主机的机器代 交叉编译程序： 码 – 可变目标程序代码：不需重编译程序中与机器无关的 可变目标程序代码： 部分就能改变目标机。 部分就能改变目标机。
– 编译程序是源转换系统，而解释程序是源程序的一个 编译程序是源转换系统， 执行系统 – 编译程序的结果是得到等价源程序的某种目标机程序， 编译程序的结果是得到等价源程序的某种目标机程序， 而解释程序的结果是得到源程序的执行结果， 而解释程序的结果是得到源程序的执行结果，即它相 当于执行源程序的抽象机
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1.2 编译过程概述
〈id, 1〉 〈=〉 〈id, 2〉 〈+〉 〈id, 3〉 〈∗〉 〈60〉 ← 记号流 〉 〉 〉 〉 〉 〉 符 号 表 1 position . . . 语法分析器 ... 2 initial ... 3 rate 〈=〉 〉 〈+〉 〉 〈id, 1〉 〉 〈∗〉 〈id, 2〉 〉 ← 语法树 〈60〉 〉 〈id, 3〉 〉
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1.2 编译过程概述
表达式的语法特征 表达式 任何一个标识符都是 表达式 表达式 表达式 + 任何一个数都是表达 式 表达式 表达式 * 如果e1 和e2 都是表达式，标识符 (initial) 那么 标识符 数 • e1 + e2 (rate) (60) • e1 * e2 • (e1) 也都是表达式 initial + rate * 60的分析树 的
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L
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1.2 编译过程概述
复习2 复习
– 二叉树 二叉树(Binary Tree)是另一种树形结构，它的特点是 是另一种树形结构， 是另一种树形结构 每个结点至多只有二棵子树（ 每个结点至多只有二棵子树（即二叉树中不存在度大 的结点），并且， 于2的结点），并且，二叉树的子树有左右之分，其次 的结点），并且 二叉树的子树有左右之分， 序不能任意颠倒。 序不能任意颠倒。 – 二叉树的遍历（若二叉树为空，则空操作） 二叉树的遍历（若二叉树为空，则空操作） 先序遍历
• 高级语言设计、计算机体系结构的优化（并行、内存分层）、 高级语言设计、计算机体系结构的优化（并行、内存分层） 新型计算机体系结构设计、程序翻译、 新型计算机体系结构设计、程序翻译、提高软件开发效率的工 具 、高可信软件 • 理论基础坚实，其形式化系统不仅应用于编译技术，还大量应 理论基础坚实，其形式化系统不仅应用于编译技术， 用于人工智能、 用于人工智能、多媒体技术及数据库等领域
课堂要求
– 按时到课，不无故迟到、早退、缺席 按时到课，不无故迟到、早退、 – 上课认真，能与老师良性互动 上少而精， – 按时、保质、保量完成作业 按时、保质、
实验课最后十五分钟评定成绩（实验报告） 实验课最后十五分钟评定成绩（实验报告）
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• （1）有且仅有一个特定的称为根（Root）的结点； • （2）当n>1时，其余结点可分为m(m>0)个互不相交的有限集 T1，T2，…，Tm，其中每一个集合本身又是一棵树，并且称为 根的子树(SubTree)。 结点拥有的子树数称
A
为结点的度(Degree)
B E K F C G H M D A I J
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1.2 编译过程概述
〈=〉 〉 〈id, 1〉 〉 〈+〉 〉 〈∗〉 〈id, 2〉 〉 〈60〉 〉 〈id, 3〉 〉 语义分析器 〈=〉 〉 〈id, 1〉 〉 〈+〉 〉 〈∗〉 〈id, 2〉 〉 〈id, 3〉 inttofloat ← 语法树 〉 〈60〉 〉
1.访问根结点 2.先序遍历左子树 3.先序遍历右子树
中序遍历
1.中序遍历左子树 2.访问根结点 3.中序遍历右子树
后序遍历
1.先序遍历左子树 2先序遍历右子树 3.访问根结点
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1.2 编译过程概述
复习3 复习
– 右图表示下述表达式
• a+b*(c-d)-e/f + a b c * d e / f -
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rate
...
t1 = id3 * 60.0 id1 = id2 + t1
1.2 编译过程概述
t1 = id3 * 60.0 id1 = id2 + t1 三地址中间代码 ← 三地址中间代码 符 号 表 1 position . . . ... 2 initial 3 MOV MUL MOV ADD MOV id3, R2 #60.0, R2 id2, R1 R2, R1 R1, id1 rate ...
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课程简介
学习意义
– 对编程语言的设计和实现有深刻的理解 ， 对和编程语 对编程语言的设计和实现有深刻的理解， 言有关的理论有所了解，对宏观上把握编程语言来说， 言有关的理论有所了解 ， 对宏观上把握编程语言来说 ， 起一个奠基的作用 – 从软件工程看 ， 编译器是一个很好的实例 ， 所介绍的 从软件工程看， 编译器是一个很好的实例， 概念和技术能应用到一般的软件设计之中 – 编译技术的应用和编译技术的发展
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1.1 什么是编译程序
交叉编译程序
– 编译程序在一个机器（宿主机）上运行，产生另一个 编译程序在一个机器（宿主机）上运行， 机器（目标机）的汇编语言。 机器（目标机）的汇编语言。嵌入式系统中的应用程 序正是借助这样的编译程序生成。 序正是借助这样的编译程序生成。
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1.2 编译过程概述
源程序 符号表 词法分析器
独立于机器的代码优化器
语法分析器 代码生成器 语义分析器
依赖于机器的代码优化器
中间代码生成器 目标机器代码
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1.2 编译过程概述
复习1 复习
– 树(Tree)是n个结点的有限集。在任意一棵非空树中 个结点的有限集。 是 个结点的有限集
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1.2 编译过程概述
英译与编译的比较
1.识别出句子中的一个个 单字 2.分析句子的语法结构 3.初步翻译句子的含意 4.译文修饰 5.写出最后译文 3.语义分析中间代码生 3.语义分析中间代码生 成 4.优化 4.优化 5.目标代码生成 5.目标代码生成
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1.词法分析 1.词法分析 2.语法分析 2.语法分析
← 语法树
符 号 表 1 position . . . ... 2 initial 3 rate ...
三地址中间代码 ← 三地址中间代码
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1.2 编译过程概述
t1 = inttofloat(60) t2 = id3 ∗ t1 t3 = id2 + t2 id1 = t3 三地址中间代码 ← 三地址中间代码 符 号 表 1 position . . . ... 2 initial 3 代码优化器 三地址中间代码 ← 三地址中间代码
– 如果源语言是诸如 如果源语言是诸如FORTRAN、Pascal、C、Ada、Smalltalk或 、 、 、 、 或 Java这样的“高级语言”，而目标语言如汇编语言之类的“低级 这样的“ 这样的 高级语言” 而目标语言如汇编语言之类的“ 语言” 语言”，这样的翻译程序则称之为编译程序。
编译程序又简称为“编译器” 编译程序又简称为“编译器”
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课程简介
前导课程
– 汇编语言 – 高级语言程序设计（C语言） 高级语言程序设计（ 语言 语言） – 数据结构
后继课程
– 形式语言与自动机理论
学时安排： 教学学时 教学学时+16实验学时 学时安排：48教学学时 实验学时
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课程简介（平时要求） 课程简介（平时要求）
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课程简介
对任课老师的要求
– 认真备课，倾听同学的意见与建议 认真备课， – 按时到课，不迟到早退，认真授课 按时到课，不迟到早退， – 认真评改作业，实验报告 认真评改作业， – 对学生的评价公平公正