编译原理与虚拟机设计
编译原理PLO算法程序
PL/0语言是Pascal语言的一个子集，我们这里分析的PL/0的编译程序包括了对PL/0语言源程序进行分析处理、编译生成类PCODE代码，并在虚拟机上解释运行生成的类PCODE 代码的功能。
PL/0语言编译程序采用以语法分析为核心、一遍扫描的编译方法。
词法分析和代码生成作为独立的子程序供语法分析程序调用。
语法分析的同时，提供了出错报告和出错恢复的功能。
在源程序没有错误编译通过的情况下，调用类PCODE解释程序解释执行生成的类PCODE代码。
词法分析子程序分析：词法分析子程序名为getsym，功能是从源程序中读出一个单词符号（token），把它的信息放入全局变量sym、id和num中，语法分析器需要单词时，直接从这三个变量中获得。
（注意！语法分析器每次用完这三个变量的值就立即调用getsym子程序获取新的单词供下一次使用。
而不是在需要新单词时才调用getsym过程。
）getsym过程通过反复调用getch子过程从源程序过获取字符，并把它们拼成单词。
getch过程中使用了行缓冲区技术以提高程序运行效率。
词法分析器的分析过程：调用getsym时，它通过getch过程从源程序中获得一个字符。
如果这个字符是字母，则继续获取字符或数字，最终可以拼成一个单词，查保留字表，如果查到为保留字，则把sym变量赋成相应的保留字类型值；如果没有查到，则这个单词应是一个用户自定义的标识符（可能是变量名、常量名或是过程的名字），把sym置为ident，把这个单词存入id变量。
查保留字表时使用了二分法查找以提高效率。
如果getch获得的字符是数字，则继续用getch获取数字，并把它们拼成一个整数，然后把sym置为number，并把拼成的数值放入num变量。
如果识别出其它合法的符号（比如：赋值号、大于号、小于等于号等），则把sym则成相应的类型。
如果遇到不合法的字符，把sym置成nul。
语法分析子程序分析：语法分析子程序采用了自顶向下的递归子程序法，语法分析同时也根据程序的语意生成相应的代码，并提供了出错处理的机制。
编译原理1.1-什么是compiler
3）编译程序的功能 a) 基本功能
源程序 目标程序
编译程序
b) 在基本功能上增加出错和警告信息
出错和警告信息
源程序
编译程序
目标程序
c) 实现任意两种语言的转换
逆向工程
高级语言 低级语言
高级语言
中间语言
4) 编译技术在其他软件中的应用
结构化编辑器 调试工具 测试工具 高级语言之间的转换工具 并行编译技术
5) 编译程序的类型
诊断编译程序 (Diagnostic Compiler) 优化编译程序 (Optimizing Compiler) 可变目标编译程序 (Retargetable Compiler) 交叉编译器 (Cross Compiler)
Байду номын сангаас
解释 解释:
不产生目标程序 边解释边执行 不产生目标程序, 边解释边执行. 同声传译 Simultaneous Interpretation
解释程序直接输出结果 4 编译程序生成目标代码： 编译程序生成目标代码： movf #2, b movf b , R1 addf #2, R1
解释的优缺点
从计算机系统的角度看 从计算机系统的角度看
应用软件 其他系统软件 操作系统 (系统软件) 系统软件) 裸机
Office办公软件 Office办公软件 浏览器 音频视频软件 游戏软件 财务处理软件 …… 语言处理程序 标准程序库 系统维护程序 数据库管理系统 ……
2）为什么需要编译程序
自然语言 － 相互翻译 计算机语言
1.1 什么是编译程序 1) 什么是编译程序 2) 为什么需要编译 3) 编译程序的功能 4) 编译技术在其他软件中的应用 5) 编译程序的类型 6) 编译和解释
JavaCC学习与应用
编译原理之JavaCC学与用目录1，引言 (3)2，JavaCC简介 (3)3，作业要求 (3)设计要求： (3)词法分析器设计要求 (3)语法分析器设计要求 (4)4，文法修改 (6)5，程序设计 (7)选择项 (7)语法分析器类 (7)词法规则 (8)语法规则 (10)6，结果与分析 (11)附注1，JDK (13)附注2，JavaCC的获取、安装和使用 (14)1，引言这个学期，我们学习了编译原理这门课程，很多人都认为设计编译器是一项很复杂的任务，是语言设计师们的工作，但是实际上我们常常会面临需要自己设计编译器的场合。
所以利用这次机会，我学习了JavaCC这一项工具。
2，JavaCC简介JavaCC(Java Compiler Compiler)是一个用JAVA开发的最受欢迎的语法分析生成器。
这个分析生成器工具可以读取上下文无关且有着特殊意义的语法并把它转换成可以识别且匹配该语法的JAVA程序。
JavaCC可以在Java虚拟机(JVM) V1.2或更高的版本上使用，它是100%的纯Java代码，可以在多种平台上运行，与Sun当时推出Java的口号"Write Once Run Anywhere"相一致。
JavaCC还提供JJTree工具来帮助我们建立语法树，JJDoc工具为我们的源文件生成BNF范式(巴科斯-诺尔范式)文档(Html)。
注：JavaCC默认是支持LL(1)文法，但可以支持LL(k)，只是在支持LL(k)时写一条设置语句（k>=2）。
3，作业要求设计要求：开发一个类Pascal语言的语法分析器，包括：词法分析器和语法分析器。
注：可以手动编写或用JavaCC自动生成一个语法分析器。
词法分析器设计要求设计一个词法分析程序，每调用一次就从源程序文件中顺序识别出一个单词符号，并返回该单词符号的内部编码、单词符号自身值、行号和列号。
遇到错误时能返回错误信息。
单词类型包括：整数、标识符、保留子、分隔符和运算符。
如何使用visualstudiocode的插件remotessh远程操作virtualbox虚拟机
如何使⽤visualstudiocode的插件remotessh远程操作virtualbox虚拟机0 Remote-SSH是什么？为什么要⽤它？The Remote-SSH extension lets you use any remote machine with a SSH server as your development environment. This can greatly simplify development and troubleshooting in a wide variety of stations. You can:Develop on the same operating system you deploy to or use larger, faster or more specialized hardware than your local machine.Quickly swap between different, remote development environments and safely make updates without worrying about impacting your local machine.Access an existing development environment from multiple machines or locations.Debug an application running somewhere else such as a customer site or in the cloud.No source code needs to be on your local machine to gain these benefits since the extension runs commands and other extensions directly on the remote machine. You can open any folder on the remote machine and work with it just as you would if the folder were on your own machine.(摘⾃Remote-SSH官⽅介绍)(注：本博客是我上编译原理实验课时的虚拟机配置⽅法）由于我们的虚拟机镜像没有图形化界⾯，写代码不⽅便，宿主机⼜没有实验环境，可以⽤vscode的这个插件，直接在虚拟机中写代码并编译。
计算机程序设计语言ppt课件
从机器语言、汇编语言到高级语 言，计算机程序设计语言经历了 从低级到高级、从具体到抽象的 发展过程。
编程语言分类及特点
分类
根据编程范式的不同，编程语言可分为命令式语言、函数式语言、逻辑式语言 等；根据运行方式的不同，可分为编译型语言和解释型语言。
特点
各类编程语言具有不同的特点，如命令式语言强调状态和变量的变化，函数式 语言强调函数的作用和计算过程的不变性，逻辑式语言则强调逻辑推理和证明 。
。
未来编程语言发展趋势预测
多模态编程语言的兴起
支持文本、语音、图像等多种输入方式的编程语言，提高编程的 便捷性和普适性。
自适应编程语言的发展
能够根据不同应用场景和需求自动调整和优化代码结构和性能的编 程语言。
跨平台、跨语言编程的普及
实现不同平台和语言之间的无缝对接和互操作性，提高开发效率和 代码复用率。
03
04
函数库与模块 化设计思想
05
高级编程技巧与方法探讨
面向对象编程思想及实践
类的设计与实现：属性、方 法、构造函数和析构函数
面向对象编程（OOP）的基 本概念：类、对象、封装、
继承和多态
01
02
03
访问控制修饰符：public、 private、protected和默认
访问级别
继承与多态的实现方式：方 法重写、方法重载和接口实
量子计算对编程语言影响展望
量子编程语言的兴起
01
Q#、Quipper等量子编程语言为量子计算提供了高效的开发环
境。
量子算法与经典算法的融合
02
通过将量子算法与经典算法相结合，实现更高效的计算任务。
量子计算对并行计算和分布式计算的影响
aot jit编译原理
aot jit编译原理AOT JIT编译原理一、引言在计算机科学领域，编译器是一种将高级编程语言代码转换为机器语言代码的工具。
其中，即时编译器（Just-in-time Compiler，JIT Compiler）是一种特殊类型的编译器，它在程序运行时动态地将字节码或中间代码转换为机器语言，以提高程序的执行效率。
本文将重点介绍AOT JIT编译原理。
二、什么是AOT JIT编译AOT JIT（Ahead-of-Time Just-in-time）编译是一种结合了AOT 编译和JIT编译的技术。
AOT编译（Ahead-of-Time Compilation）是指在程序运行之前，将源代码或中间代码编译为机器语言的过程。
而JIT编译则是在程序运行时，将字节码或中间代码即时编译为机器语言的过程。
AOT JIT编译则是在程序运行之前，将部分代码进行AOT编译，而其他部分代码则在程序运行时进行JIT编译。
三、AOT JIT编译的优势1. 提高启动速度：AOT编译可以在程序运行之前将部分代码编译为机器语言，因此可以减少程序启动时的编译时间，提高启动速度。
2. 降低内存占用：AOT编译可以将部分代码编译为机器语言，减少了字节码或中间代码的内存占用。
而JIT编译则可以根据程序的实际运行情况，只编译那些频繁执行的代码，减少了不必要的编译开销。
3. 提高执行效率：AOT编译可以将部分代码直接编译为机器语言，避免了解释执行的开销。
而JIT编译可以根据程序的实际运行情况，对频繁执行的代码进行优化编译，提高了执行效率。
四、AOT JIT编译的实现原理1. 静态分析：AOT JIT编译首先对程序进行静态分析，识别出那些可以进行AOT编译的代码。
这些代码通常是在程序启动时就需要执行的代码，如初始化代码、异常处理代码等。
2. 预编译：对于可以进行AOT编译的代码，AOT JIT编译将其转换为机器语言，并生成可执行文件。
这个过程通常在程序构建或发布时进行。
计算机科学与技术核心内容
计算机科学与技术涵盖了广泛的领域，包括理论、算法、软件工程、硬件体系结构、人机交互等。
以下是计算机科学与技术的一些核心内容：计算机体系结构：CPU设计与优化存储层次结构输入/输出系统并行与分布式计算数据结构与算法：基本数据结构（数组、链表、树、图等）算法设计与分析排序与搜索算法动态规划、贪心算法等操作系统：进程与线程管理内存管理文件系统操作系统安全数据库系统：数据库设计与规范化SQL查询语言事务处理数据库管理系统（DBMS）编程语言与编译原理：编程语言设计与实现编译器构建解释器设计虚拟机技术软件工程：软件开发生命周期需求分析与规格说明软件设计与建模质量保证与测试人机交互：用户界面设计用户体验（UX）设计可用性工程交互式多媒体网络与通信：计算机网络协议网络体系结构分布式系统云计算与边缘计算人工智能与机器学习：机器学习算法深度学习与神经网络自然语言处理计算机视觉计算理论：自动机理论形式语言与编译理论算法复杂性理论计算模型信息安全与密码学：网络安全加密与解密算法安全协议数字签名与认证分布式计算与云计算：分布式算法分布式数据库云计算基础设施服务器虚拟化技术这些领域共同构成了计算机科学与技术的核心内容，而实际上，该领域的发展日新月异，还包括其他新兴技术和研究方向。
不同的学术机构和课程可能侧重不同的方面，以满足学生的不同需求。
课程说明tCot.ppt
5.目标代码生成
• 编译的最后一步是将中间代码生成特定机器上的低 级语言代码
• 这部分与机器类型有关，对程序中的每个变量指定 存贮单元，把中间代码的指令翻译成等价的某种类 型机器的机器指令代码或汇编指令代码
目标代码的形式可以是绝对指令代码、可重定位的机器 指令代码或汇编指令代码
• 中间代码的设计在相当大的程度上是一种技巧，而 不是科学
• 中间代码设计方案数可能两倍于编译器套件种类数！
举例： a:=10+c*20
• 由语法分析识别出为赋值语句，语义分析首先要分 析语义上的正确性，例如要检查表达式中和赋值号 两边的类型是否一致
• 根据赋值语句的语义，生成中间代码。即用一种语 言形式来代替另一种语言形式，这是翻译的关键步 骤。
编译器是应用程序与操作系统及处理器之间沟通的 桥梁
处理器与编译器发展相辅相成，没有编译技术做支 撑，再好的处理器也没挥不了应有的作用
截止2010年，“图灵奖”43年历史中，约1/3的 获奖都在“编译技术和程序设计语言”这个领域
编译器历史回顾
本世纪40年代，开始时程序都是用机器语言 （machine language）编写的。机器语言就是 表示机器实际操作的数字代码，例如：
4.代码优化
经过语义分析后，编译程序将源程序生成中间代码， 这时的中间代码往往有些重复和冗余。对代码进行 优化的目的是提高目标程序的执行效率
代码优化首先在中间代码上进行。在局部范围可能 做的优化有常数表达式的计算或根据操作符的某些 性质如可结合性、可交换性和分配性以及检测公共 子表达式进行优化
就与前面的机器指令等价(假设符号存储地址X是0 0 0 0)
汇编程序(assembler)将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
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编译原理与虚拟机设计
编译原理和虚拟机设计都是计算机科学中非常重要的领域，它们分别涉及了编译器和虚拟机的工作原理。
编译器是一种将高级语言转换为机器语言的程序，而虚拟机是一种抽象的计算机，它可以在不同的平台上运行程序。
本文将分别介绍编译原理和虚拟机设计的原理和实践。
编译原理的原理和实践
编译原理是计算机科学中的一门重要学科，它研究的是将高级编程语言转换为计算机指令的方法。
编译器是一种将程序源代码编译成计算机指令的程序，其本质是一种将高级语言转换为机器语言的过程。
编译原理的实践包括了词法分析、语法分析、语义分析、代码生成和目标代码优化等过程。
其中，词法分析是将输入的程序源代码转换为语言单元的过程，语法分析是将词法分析得到的语言单元生成抽象语法树的过程，语义分析是检查程序语言语义上的正确性的过程。
代码生成是将抽象语法树转化为可执行代码的过程，目标代码优化则是为生成的目标代码进行优化，以提高代码的执行效率。
这些过程都是编译器中不可或缺的环节，各个环节在编译器的实
现中都有相应的算法和数据结构支持，如词法分析器中采用的正
则表达式，语法分析器中使用的文法和递归下降法。
虚拟机设计的原理和实践
虚拟机是一种抽象的计算机，它可以在不同的平台上运行程序。
虚拟机设计的主要任务是将程序编写成字节码，并提供一个虚拟
机来解析字节码并执行程序。
虚拟机设计的实践包括了字节码设计、虚拟机命令设计、解释
器设计和虚拟机运行时系统的设计等过程。
其中，字节码设计是
将程序源代码转换为字节的过程，虚拟机命令设计则是定义虚拟
机可以识别的命令。
解释器设计是将字节码翻译成计算机指令的过程，虚拟机运行
时系统的设计则是定义虚拟机在运行时所需的支持系统，如垃圾
回收机制和类加载器等。
虚拟机设计的难点在于如何平衡虚拟机的执行效率和可移植性。
为了提高虚拟机的执行效率，一些虚拟机实现采用了即时编译技术，将字节码编译成本地平台的机器码。
另外，为了保证虚拟机的可移植性，一些虚拟机实现采用了基
于栈或基于寄存器等抽象的内存模型，通过对虚拟机内存的管理
来保证程序的执行。
结语
编译原理和虚拟机设计是计算机科学中非常重要的领域。
本文
分别介绍了编译原理和虚拟机设计的原理和实践，以及各自的难
点和解决方案。
对于学习编译原理和虚拟机设计的同学来说，更深入的了解实
践过程是非常有必要的，只有在实践过程中才能更好地掌握原理，并将其应用于实践中。