最新版编译原理精品课件第1讲课 程 简 介
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编译原理第一章课件计算机编译原理
编译原理第一章课件计算机 编译原理
• 编译原理概述 • 语言基础知识 • 编译技术与方法 • 编译器构造实践 • 编译器的优化与改进 • 计算机编译原理的应用领域
01
编译原理概述
编译器的定义与作用
编译器定义
编译器是一种将高级语言程序翻译成机器语言程序的软件工 具。
编译器作用
将人类可读的源代码转换为计算机可执行的机器代码，实现 程序的运行。
语义分析技术
01
语义规则定义
定义程序语言的语义规则，包括类型检查、控制流分析、 数据流分析等。
02 03
语义分析算法
根据定义的语义规则，采用相应的语义分析算法对语法分 析得到的语法树进行语义分析，如类型检查算法、控制流 分析算法等。
语义错误处理
在语义分析过程中，对于不符合语义规则的输入，需要进 行错误处理，如报告语义错误信息或进行错误恢复。同时 ，还需要考虑如何处理程序中的异常情况，如异常捕获、 异常处理等。
执行效率。
THANKS
感谢观看
03
编译技术与方法
词法分析技术
词汇识别
将输入的字符流按照某种规则划 分成一个个的单词或符号，即词 法单元。
词法单元分类
将识别出的词法单元按照其性质 和作用进行分类，如关键字、标 识符、运算符、分隔符等。
错误处理
在词法分析过程中，对于不符合 词法规则的输入，需要进行错误 处理，如报告错误信息或进行错 误恢复。
死代码删除
识别和删除永远不会被执行的代码段，以减 小程序体积和提高执行效率。
编译器性能评估
编译速度
衡量编译器将源代码转换为目标代码所需的时间。
代码质量
评估编译器生成的目标代码在运行时所占用的内存和执行效率。
• 编译原理概述 • 语言基础知识 • 编译技术与方法 • 编译器构造实践 • 编译器的优化与改进 • 计算机编译原理的应用领域
01
编译原理概述
编译器的定义与作用
编译器定义
编译器是一种将高级语言程序翻译成机器语言程序的软件工 具。
编译器作用
将人类可读的源代码转换为计算机可执行的机器代码，实现 程序的运行。
语义分析技术
01
语义规则定义
定义程序语言的语义规则，包括类型检查、控制流分析、 数据流分析等。
02 03
语义分析算法
根据定义的语义规则，采用相应的语义分析算法对语法分 析得到的语法树进行语义分析，如类型检查算法、控制流 分析算法等。
语义错误处理
在语义分析过程中，对于不符合语义规则的输入，需要进 行错误处理，如报告语义错误信息或进行错误恢复。同时 ，还需要考虑如何处理程序中的异常情况，如异常捕获、 异常处理等。
执行效率。
THANKS
感谢观看
03
编译技术与方法
词法分析技术
词汇识别
将输入的字符流按照某种规则划 分成一个个的单词或符号，即词 法单元。
词法单元分类
将识别出的词法单元按照其性质 和作用进行分类，如关键字、标 识符、运算符、分隔符等。
错误处理
在词法分析过程中，对于不符合 词法规则的输入，需要进行错误 处理，如报告错误信息或进行错 误恢复。
死代码删除
识别和删除永远不会被执行的代码段，以减 小程序体积和提高执行效率。
编译器性能评估
编译速度
衡量编译器将源代码转换为目标代码所需的时间。
代码质量
评估编译器生成的目标代码在运行时所占用的内存和执行效率。
编译原理PPT第一
课程学时安排: 总学时： 64 理论学时： 52 实验学时： 12
目的:
掌握编译的基本理论、形式化系统，了解常用的 编译技术，了解编译过程及编译系统的构造（结 构和机理）。能运用所学技术解决实际问题，能 独立编写一个小型编译系统。 其它应用： 信息检索系统，模式识别程序，排版、 绘图系统和语言结构化编辑器，程序验证器等。
2. 语法分析
任务 : 在词法分析的基础上，根据语言的语法规则 把单词符号串分解成各类语法单位。
依循的原则：语法规则
Z := X + 0.618 * Y 算术表达式，赋值语句
湖南农业大学信息科学技术学院 王 奕
3. 中间代码产生
任务 : 对各类不同语法范畴按语言的语义进 行初步翻译。 依循的原则：语义规则 语法规则的表示：BNF 中间代码:三元式，四元式，树形结构等 Z:=X + 0.618 * Y 翻译成四元式为 (1) * 0.618 Y T1 (2) + X T1 T2 (3) := T2 _ Z
湖南农业大学信息科学技术学院 王 奕
4. 优化
任务：对于前阶段产生的中间代码进行加工变 换，以期在最后阶段产生更高效的目标代码。 依循的原则：程序的等价变换规则
FOR K:=1 TO 100 DO BEGIN X:=I+1; M := I + 10 * K; N := J + 10 * K; K:=K+1 END
编译程序(compiler)
实现编译过程的程序(也称编译器),属系统软件范畴。
湖南农业大学信息科学技术学院 王 奕
源程序的编译和运行
编译或汇编阶段compile
目的:
掌握编译的基本理论、形式化系统，了解常用的 编译技术，了解编译过程及编译系统的构造（结 构和机理）。能运用所学技术解决实际问题，能 独立编写一个小型编译系统。 其它应用： 信息检索系统，模式识别程序，排版、 绘图系统和语言结构化编辑器，程序验证器等。
2. 语法分析
任务 : 在词法分析的基础上，根据语言的语法规则 把单词符号串分解成各类语法单位。
依循的原则：语法规则
Z := X + 0.618 * Y 算术表达式，赋值语句
湖南农业大学信息科学技术学院 王 奕
3. 中间代码产生
任务 : 对各类不同语法范畴按语言的语义进 行初步翻译。 依循的原则：语义规则 语法规则的表示：BNF 中间代码:三元式，四元式，树形结构等 Z:=X + 0.618 * Y 翻译成四元式为 (1) * 0.618 Y T1 (2) + X T1 T2 (3) := T2 _ Z
湖南农业大学信息科学技术学院 王 奕
4. 优化
任务：对于前阶段产生的中间代码进行加工变 换，以期在最后阶段产生更高效的目标代码。 依循的原则：程序的等价变换规则
FOR K:=1 TO 100 DO BEGIN X:=I+1; M := I + 10 * K; N := J + 10 * K; K:=K+1 END
编译程序(compiler)
实现编译过程的程序(也称编译器),属系统软件范畴。
湖南农业大学信息科学技术学院 王 奕
源程序的编译和运行
编译或汇编阶段compile
编译原理,第一讲
什么是编译程序
编译程序 编译程序：把某一种高级语言程序转换成 与之在逻辑上等价的低级语言程序的程序 （如下图）。
高高机机源源 (源源源) 编编源源 计计机 低高机机源源 (目目源源)
01:36
14 of 60
高级语言程序的执行
分两个阶段
– 编译阶段 编译阶段：将源程序变换成目标程序 – 运行阶段 运行阶段：由所生成的目标程序连同运行系统 （数据空间分配子程序、标准函数程序等）接 受程序的初始输入数据，运行后输出计算结果。
7 of 60
内容提纲
课程简介 编译程序概述 编译程序的工作过程与结构 编译程序的开发和实现 构造编译程序的必备知识
01:36
8 of 60
机器语言
计算机每一种功能都通过一系列操作来实现 指令：计算机所能执行的每一种操作。 指令： 指令系统：计算机能够执行的全部指令集合。 指令系统： 机器语言：二进制形式的指令集合。 机器语言：
名字
01:36
信息
34 of 60
表格管理: PASCAL程序段 表格管理: PASCAL程序段
INCWAP(M， PROCEDURE INCWAP(M，N:INTEGER); LABEL START; VAR K:INTEGER; BEGIN START: K:=M+1; M:=N+4; N:=K; END.
01:36 6 of 60
课程考核
期末总成绩=期末笔试+平时 期末总成绩=期末笔试+ 考核： 考核： –平时成绩：约占30% 平时成绩 约占30% –笔试：约占70% 笔试 约占70% 考勤
–不定期点名，累计三次缺席者无平时成绩！ 不定期点名，累计三次缺席者无平时成绩！ 不定期点名
编译原理课件-第1章编译简介
Identifier a Array of integer
Identifier index integer
Number 4 integer
Number 2 integer
● The source code optimizer
Assign-expression
Subscript-expression integer
8
1.3 编译器的实例
例：a[index] = 4 + 2
The scanner (Lexical analysis ):
Input: a stream of characters, Output: a , [ , index , ], = , 4, + , 2 (Tokens)
The parser ( Determine the structure of the program ):
● The target code optimizer
MOV R0 , index MUL R0 , 2 MOV R1, &a ADD R1 , R0 MOV *R1, 6
2023/6/1
MOV R0, index SHL R0 MOV &a[R0],6
12
1.4 与编译相关的数据结构
● 枚举类型：记号(tokens)种类、语法单位等的命名; ● 结构体：分析树(parser tree) 、语法树(syntax tree)的
Identifier a
2023/6/1
Identifier index
Additive-expressive
Number 4
Number 2
10
● The semantic analyzer
《编译原理》课件
代码生成
编译器可以将高级语言编写的源代码转换成机器语言或低级语言，以便在特定的硬件平台上运行。编 译器还可以生成可执行文件或动态链接库等二进制文件。
编译器在人工智能领域的应用
机器学习编译器
机器学习编译器可以将机器学习模型转换成可执行代码，以便在嵌入式设备或边缘计算 设备上运行。这种编译器可以优化模型的计算性能和内存占用，提高模型的运行效率。
3
缺点
对于某些复杂文法，可能导致大量的无用推导和 状态爆炸。
自底向上的语法分析
分析步骤
从输入符号序列的最后一个符号开始，逐步向上构建语法树，直 到找到与文法中的某个产生式右部匹配的符号串。
优点
可以充分利用已知信息，避免不必要的推导和状态爆炸。
缺点
对于某些复杂文法，可能导致大量的无用归约和状态爆炸。
04
中间代码生成
中间代码生成的定义和任务
定义
中间代码生成是编译器的一个阶段，将源代码转换成中间代码的过程。
任务
将源代码转换成一种中间表示形式，以便进行后续的优化和目标代码生成。
三地址代码的生成
01
三地址代码是一种中间代码形 式，由一系列的三元式组成。
02
三元式的形式为(op, arg1, arg2)，表示执行一个操作(op) 并产生一个结果，操作数arg1 和arg2来自寄存器、常数或之 前的计算结果。
语义分析
检查AST是否有语义错误，如类型错 误、未定义的变量等。
中间代码生成
将AST转换为中间代码，通常是三地 址代码。
代码优化
对中间代码进行优化，提高执行效 率。
代码生成
将中间代码转换为机器语言代码， 能够在特定硬件上执行。
编译器的分类
编译器可以将高级语言编写的源代码转换成机器语言或低级语言，以便在特定的硬件平台上运行。编 译器还可以生成可执行文件或动态链接库等二进制文件。
编译器在人工智能领域的应用
机器学习编译器
机器学习编译器可以将机器学习模型转换成可执行代码，以便在嵌入式设备或边缘计算 设备上运行。这种编译器可以优化模型的计算性能和内存占用，提高模型的运行效率。
3
缺点
对于某些复杂文法，可能导致大量的无用推导和 状态爆炸。
自底向上的语法分析
分析步骤
从输入符号序列的最后一个符号开始，逐步向上构建语法树，直 到找到与文法中的某个产生式右部匹配的符号串。
优点
可以充分利用已知信息，避免不必要的推导和状态爆炸。
缺点
对于某些复杂文法，可能导致大量的无用归约和状态爆炸。
04
中间代码生成
中间代码生成的定义和任务
定义
中间代码生成是编译器的一个阶段，将源代码转换成中间代码的过程。
任务
将源代码转换成一种中间表示形式，以便进行后续的优化和目标代码生成。
三地址代码的生成
01
三地址代码是一种中间代码形 式，由一系列的三元式组成。
02
三元式的形式为(op, arg1, arg2)，表示执行一个操作(op) 并产生一个结果，操作数arg1 和arg2来自寄存器、常数或之 前的计算结果。
语义分析
检查AST是否有语义错误，如类型错 误、未定义的变量等。
中间代码生成
将AST转换为中间代码，通常是三地 址代码。
代码优化
对中间代码进行优化，提高执行效 率。
代码生成
将中间代码转换为机器语言代码， 能够在特定硬件上执行。
编译器的分类
编译原理第一章PPT课件
掌握编译原理有助于提高程序员对程序性能、代码质量和软件
03
工程实践的理解。
编译原理的应用领域
编译器设计
编译原理的核心应用领域之一 是编译器设计，包括源代码到
目标代码的转换、优化等。
解释器设计
解释器是另一种将源代码转换 为机器码的程序，编译原理同 样适用于解释器的设计。
程序分析
编译原理中的一些技术可以用 于程序分析，例如静态分析、 动态分析和程序切片等。
从高级语言的设计开始，逐步向下设计低级语言和机器语言。
数据结构和算法选择
选择合适的数据结构和算法，提高编译器的性能和可维护性。
代码优化
在生成目标代码之前，对中间代码进行优化，以提高目标代码的性能 和质量。
04 语言与语法
语言的定义与分类
总结词
语言的定义与分类是编译原理的重要基础，它涉及到语言的语法、语义和语用等方面。
语言的语义分析
总结词
语义分析是编译过程中的重要环节，它涉及 到对语言意义的解释和理解。
详细描述
语义分析是对源代码进行静态分析的过程， 目的是理解源代码的意义和功能。在语义分 析阶段，编译器会检查源代码中是否有语法 错误、类型错误、逻辑错误等，并对其进行 相应的处理。同时，语义分析还会进行符号 表管理、类型检查、控制流分析等工作，以
详细描述
中间代码生成是编译过程的第三步，其主要任务是将抽象语法树转化为中间代码。中间代码是一种抽象的、与具 体机器无关的代码形式，通常采用三地址码、四元式等表示方式。中间代码的主要目的是为了方便后续的优化和 目标代码生成。
代码优化
总结词
对中间代码进行优化，提高执行效率。
详细描述
代码优化是编译过程中非常重要的一步，其主要任务是对中间代码进行优化，以提高生成的目标代码 的执行效率。常见的优化技术包括常量折叠、无用代码删除、循环展开等。
编译原理 第1讲(第一章)
Program … CONST c＝100；
•记录源程序中使用的名字 •收集每个名字的各种属性信息 类型、作用域、分配存储 信息 c 常量 值：35
x 变量 类型：实 层次：2
VAR procedure… var procedure var x:real;//层次为2 …. end ….. end
…..
解释程序直接将4的值输出（显示）。有些象单步调试
编
1）遍：指对源程序或其内部表示从头 到尾扫视一遍，并进行有关的加工处理。 2）一遍扫描：以语法分析程序为中心。 编译一次完成，但是运行效果不是很好。 3）多遍扫描：每遍扫描完成不同的任 务。优点： 功能独立；结构清晰；利于 优化；节省空间。 2~8遍。
–编译方式：首先由编译程序将程序翻译成为 机器语言（或者虚拟机的语言，如java），然 后执行。
•比较：
–编译的方式可以使得一次翻译过后，多次运 行。适于花较大的精力进行优化工作。
解释执行和编译执行的区别
如：… … b := 2 ; a := b+2 ; write a ; ……
编译程序
生成代码
Int 2 St b Ld b add 2 St a
赋值语句的语法树
赋值语句 标识符 := 表达式 表达式 + 表达式
标识符
表达式
*
表达式
标识符
整数
赋值语句的语法树另一种表达形式
id1:=id2+id3*N
:= id1 Position id2 initial
+
*
id3 rate N 60
(3)语义分析
•变量声明 •类型匹配 •类型转换 例: Program p(); Var rate:real; procedure initial; … position := initial + rate * 60 /* error */ /* error */ /* warning */; …
•记录源程序中使用的名字 •收集每个名字的各种属性信息 类型、作用域、分配存储 信息 c 常量 值：35
x 变量 类型：实 层次：2
VAR procedure… var procedure var x:real;//层次为2 …. end ….. end
…..
解释程序直接将4的值输出（显示）。有些象单步调试
编
1）遍：指对源程序或其内部表示从头 到尾扫视一遍，并进行有关的加工处理。 2）一遍扫描：以语法分析程序为中心。 编译一次完成，但是运行效果不是很好。 3）多遍扫描：每遍扫描完成不同的任 务。优点： 功能独立；结构清晰；利于 优化；节省空间。 2~8遍。
–编译方式：首先由编译程序将程序翻译成为 机器语言（或者虚拟机的语言，如java），然 后执行。
•比较：
–编译的方式可以使得一次翻译过后，多次运 行。适于花较大的精力进行优化工作。
解释执行和编译执行的区别
如：… … b := 2 ; a := b+2 ; write a ; ……
编译程序
生成代码
Int 2 St b Ld b add 2 St a
赋值语句的语法树
赋值语句 标识符 := 表达式 表达式 + 表达式
标识符
表达式
*
表达式
标识符
整数
赋值语句的语法树另一种表达形式
id1:=id2+id3*N
:= id1 Position id2 initial
+
*
id3 rate N 60
(3)语义分析
•变量声明 •类型匹配 •类型转换 例: Program p(); Var rate:real; procedure initial; … position := initial + rate * 60 /* error */ /* error */ /* warning */; …
编译原理 第1章课件
第一章编译程序概述目录1.1 什么是编译程序1.2 编译过程概述1.3 编译程序的结构1.4 编译阶段的组合1.5 编译技术和软件工具1.1 什么是编译程序编译程序：是一个语言翻译程序,是将用高级语言书写的源程序翻译成等价的低级语言的翻译程序。
（C ,Pascal,Foxbase 等） （机器语言，汇编语言） 翻译程序：是把一种语言书写的程序（源程序）翻译成另一种语言（目标语言）的等价的程序。
编译程序的重要性：使得计算机用户不必考虑与机器有关的繁琐细节，使程序员和程序设计专家独立于机器。
编译程序的发展■第一个编译程序的出现：20世纪50年代早期，主要将算术公式翻译成机器代码■20世纪50年代中期，一批编译系统程序开发成功■20世纪50年代末，开始研究编译程序的自动生成工具（LEX 、Y ACC ）■20世纪60年代，研究使用自展技术，1971年PASCAL 自展技术成功后，影响越来越大。
1.2 编译过程概述一个编译程序的整个工作过程是划分成阶段进行的，每个阶段将源程序从一种表示形式转换成另一种表示形式。
典型的划分方法：(下图)词法分析阶段：编译过程的第一个阶段从而识别出一个个单词。
(逻辑上紧密相连的一组字符，这些字符具有集体含义。
)单词：标识符，保留字，常数、算符，界符等语法分析：编译过程的第二个阶段依据语言的语法规则从单词符号串中识别出各种语法单位（如“程”，“语句”，“表达式”等）。
目的：检查各种语法单位在语法结构上的正确性。
例子中：符合赋值语句的语法规则，即：<变量>=<表达式>例：s=2*3.1416*r*(h+r)规则<赋值语句>::=<标识符>“=”<表达式> <表达式>::=<表达式>“*”<表达式> <表达式>::=<表达式>“+”<表达式> <表达式>::=“(”<表达式>“)”<表达式>::=<标识符> <表达式>::=<整数> <表达式>::=<实数> ■词法分析和语法分析本质上都是对源程序的结构进行分析。
编译原理(1)50页PPT
编译程序
将一种语言书写的程序翻译成另一种语 言的等价的程序。 编译程序的输入对象称为源程序。 编译程序的输出对象称为目标程序。
高级语言程序的处理过程
常用的翻译工具有3种
根据被翻译语言与执行方式的不同 1.汇编程序
用于特定计算机上的汇编语言的翻译程序。
2.编译程序 3.解释程序
对源程序进行翻译的程序
sum = first+count*10
id1∶=id2+id3*10 四元式(运算符,运算对象1,运算对象2,结果)
5.中间代码优化
任务：通过调整和改变中间代码中某些 操作的次序，最终产生更加高效率的目 标代码 优化所依循的原则是程序的等价变换规 则 其方法有：公共子表达式的提取、循环 优化、删除无用代码等。
任务：扫描源程序，根据语言的词 法规则，分解和识别出每个单词， 并把单词翻译成相应的机内表示。 单词是语言中最小的语义单位 在词法分析阶段工作所依循的是语 言的词法规则。描述词法规则的有 效工具是正规式和有限自动机。
Pascal源程序片断
position := initial + rate * 60
二.编译程序概述
源程序 词法分析 语法分析 语义分析 中间代码生成 代码优化 目标代码生成
目标程序
英译与编译的比较
1.识别出句子中的一个个单 1.词法分析 字
2.分析句子的语法结构
2.语法分析
3.初步翻译句子的含意
3.语义分析中间代码 生成
4.译文修饰
4.优化
5.写出最后译文
5.目标代码生成
1.词法分析
表格与表格管理
编译过程中源程序的各种信息被保留在 种种不同的表格里，编译各阶段的工作 都涉及到构造、查找或更新有关的表格， 因此需要有表格管理的工作
《编译原理课程教案》第1章编译原理概述精品PPT课件
编译原理实践及应用
----
《编译原理实践及应用》
教材及主要参考资料
• 教材：编译原理实践及应用，黄贤英，清华大
学出版社
• 主要参考资料： • (1) 编译原理，陈火旺，国防工业出版社 • (2)程序设计语言编译方法，肖军模，大连理工
大学出版社
• (3)编译原理，张素琴，吕映芝，清华大学出版社 • (4)编译原理，alfred V.Aho等著，李建中等译，人民
2020/10/9
《编译原理实践及应用》
第10页
第一章
引论
《编译原理实践及应用》
本章要求
• 主要内容：各种翻译程序的概念，编译 过程和阶段划分，编译程序的组成和结 构，编译程序的构造方法
• 重点掌握：编译程序工作的基本过程及 其各阶段的基本任务，编译程序总框。
2020/10/9
《编译原理实践及应用》
• (2) 学习数据结构，建立“算法”的概念，对编程有更深入的 理解。遇到问题的时候，能够寻找相应的数据结构模型，设计 适当的算法来解决问题；
• (3) 学习汇编语言，这门课程是我们真正深入了解计算机内部 工作的第一门课程。通过学习了解汇编语言如何变为机器语言， 如何对应于一条指令；
• (4) 计算机组成原理课程的学习使我们了解到计算机的硬件组 成，以及机器指令程序如何在计算机中运行的过程。
❖ 编译程序（Compiler）——将高级程序设计语言 程序翻译成逻辑上等价的低级语言(汇编语言,机 器语言)程序的翻译程序。
❖ 功能 源程序
编译程序
目标程序
2020/10/9
输入数据 计算机运行
《编译原理实践及应用》
结果
第14页
计算机中的语言层次和转换关系
----
《编译原理实践及应用》
教材及主要参考资料
• 教材：编译原理实践及应用，黄贤英，清华大
学出版社
• 主要参考资料： • (1) 编译原理，陈火旺，国防工业出版社 • (2)程序设计语言编译方法，肖军模，大连理工
大学出版社
• (3)编译原理，张素琴，吕映芝，清华大学出版社 • (4)编译原理，alfred V.Aho等著，李建中等译，人民
2020/10/9
《编译原理实践及应用》
第10页
第一章
引论
《编译原理实践及应用》
本章要求
• 主要内容：各种翻译程序的概念，编译 过程和阶段划分，编译程序的组成和结 构，编译程序的构造方法
• 重点掌握：编译程序工作的基本过程及 其各阶段的基本任务，编译程序总框。
2020/10/9
《编译原理实践及应用》
• (2) 学习数据结构，建立“算法”的概念，对编程有更深入的 理解。遇到问题的时候，能够寻找相应的数据结构模型，设计 适当的算法来解决问题；
• (3) 学习汇编语言，这门课程是我们真正深入了解计算机内部 工作的第一门课程。通过学习了解汇编语言如何变为机器语言， 如何对应于一条指令；
• (4) 计算机组成原理课程的学习使我们了解到计算机的硬件组 成，以及机器指令程序如何在计算机中运行的过程。
❖ 编译程序（Compiler）——将高级程序设计语言 程序翻译成逻辑上等价的低级语言(汇编语言,机 器语言)程序的翻译程序。
❖ 功能 源程序
编译程序
目标程序
2020/10/9
输入数据 计算机运行
《编译原理实践及应用》
结果
第14页
计算机中的语言层次和转换关系
《编译原理课件》PPT课件
它是源程序的一种内部表示形式。 设计中间代码的原则：一是容易生成，二是
容易翻译成目标代码。 常用的中间代码有三地址码、四元式、三元
式、间接三元式、逆波兰表示（后缀式）、 树形表示等。
14
中间代码：四元式
例： id1:=id2+id3*10
sum:=first+count*10 翻译为四元式中间代码的形式：
5
1.2 编译程序的工作过程与结构
一个编译程序的整个工作过程是划分成阶段 进行的，每个阶段将源程序从一种表示形式 转换成另一种表示形式。
编译阶段的典型划分方法是划分为5个基本阶 段：词法分析、语法分析、语义分析产生中 间代码、代码优化、代码生成。
掌握编译过程的5个基本阶段，是学习编译原 理课程的基本内容。
29
自编译：T形图表示
PASCAL2
A代码
PASCAL2
A代码
PASCAL1 PASCAL1
A代码 A代码
用PASCAL1语言 编写的功能更
强的PASCAL2语 言编译程序的
Ａ代码
已有的PASCAL1 语言的编译程序
自编译得到
功能更强的
PASCAL2语言 的编译程序
源程序
注意：T形图的组合规则：① ②
Java语言的操作平台无关性的实现就是如此。
26
1.3 编译程序的开发
构造编译程序，可以：
1. 使用机器语言或汇编语言作工具构造 2. 使用高级语言作工具构造 3. 使用机器语言或汇编语言构造编译程序的核心
部分，使用高级语言构造编译程序的扩充部分 4. 使用编译程序自动生成工具构造
使用高级语言作工具构造编译程序可以大大节 省程序设计的时间，并且编译程序易于阅读、 维护和移植。
容易翻译成目标代码。 常用的中间代码有三地址码、四元式、三元
式、间接三元式、逆波兰表示（后缀式）、 树形表示等。
14
中间代码：四元式
例： id1:=id2+id3*10
sum:=first+count*10 翻译为四元式中间代码的形式：
5
1.2 编译程序的工作过程与结构
一个编译程序的整个工作过程是划分成阶段 进行的，每个阶段将源程序从一种表示形式 转换成另一种表示形式。
编译阶段的典型划分方法是划分为5个基本阶 段：词法分析、语法分析、语义分析产生中 间代码、代码优化、代码生成。
掌握编译过程的5个基本阶段，是学习编译原 理课程的基本内容。
29
自编译：T形图表示
PASCAL2
A代码
PASCAL2
A代码
PASCAL1 PASCAL1
A代码 A代码
用PASCAL1语言 编写的功能更
强的PASCAL2语 言编译程序的
Ａ代码
已有的PASCAL1 语言的编译程序
自编译得到
功能更强的
PASCAL2语言 的编译程序
源程序
注意：T形图的组合规则：① ②
Java语言的操作平台无关性的实现就是如此。
26
1.3 编译程序的开发
构造编译程序，可以：
1. 使用机器语言或汇编语言作工具构造 2. 使用高级语言作工具构造 3. 使用机器语言或汇编语言构造编译程序的核心
部分，使用高级语言构造编译程序的扩充部分 4. 使用编译程序自动生成工具构造
使用高级语言作工具构造编译程序可以大大节 省程序设计的时间，并且编译程序易于阅读、 维护和移植。
相关主题
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编译原理和技术
编译原理课程在计算机科学技术中的地位：
程序设计语 言
离散数学 数据结构
编译原理 系统软件 操作系统
信息系统
电子商务
应用软件
软件工程
课程简介
• 编译理论与方法 – 计算机科学与技术中理论和实践相结合的最好 典范 – ACM 图灵奖，授予在计算机技术领域作出突出 贡献的科学家
• 程序设计语言、编译理论与方法约占1/3
• vc结果vs Linux下gcc的结果
• vc6中的编译选项有 /Zp[1|2|4|8|16] ，/Zp1表 示以1字节边界对齐，相应的，/Zpn表示以n字节 边界对齐。n字节边界对齐的意思是说，一个成 员的地址必须安排在成员的尺寸的整数倍地址上 或者是n的整数倍地址上，取它们中的最小值。 • 要使用这个选项，可以在vc6中打开工程属性 页，c/c++页，选择Code Generation分类，在 Struct member alignment可以选择。
• 平时点名 4 次，每次 2 分。 4 次都不到的取消期末 考试资格。 • 作业+上机=22分
课程简介
课程要求 – 目标：师生共同努力，帮助大家学有所得 – 讲课进度较快，平时不复习并加深理解，后 面将听不懂 – 作业较多，要求独立完成 – 上机实验，不要轻视 – 阅读PL/0编译器，会有很大收获 – 课件下载：ftp:\\210.30.96.4\...\jiaqi
语法分析
语义分析器 符号表 管理器 中间代码 生成器 出错管理器 词典
语义分析 出错纪录 英语文本生成
代码优化器
英语文本改进
代码生成器
日语文本生成
目标程序
日语文本
第一章
引
论
• FORTRAN (FORmula TRANslation) – 第一个实用的高级语言 – 擅长于数学函数运算 – 常用于科学计算中 • 第一个编译器 – 历史上第一个实用的编译器(John Backus)：
课程简介
课程内容 – 介绍编译器构造的一般原理和基本实现方法 – 介绍的理论知识：形式语言和自动机理论、 语法制导的定义和属性文法、类型论等 课程特点 – 强调形式化描述技术 – 强调对编译原理和技术的宏观理解，不把注 意力分散到枝节算法，不偏向于某种源语言 或目标机器
课程简介
学习的意义 – 它是计算机专业的核心课程。对编程语言的 设计和实现有深刻的理解，有利于学习编程 语言，知其然知其所以然。
第一章
引
论
• 翻译器：把一种语言变换到另外一种语言的软件。 这两种语言分别称为源语言和目标语言。 • 编译器：一种翻译器，它的目标语言比源语言低 级。
第一章
编译器
引
源程序 词法分析器
论
翻译家
• 编译器从逻辑上可以分成若 干阶段，每个阶段把源程序从一 种表示变换成另一种表示
汉语文本
词法分析
语法分析器
大多数程序员同时是语言的设计者，虽然是一些简单
的语言（如输入输出），本课程的学习有助于提高对这些 语言的设计水平。
课程简介
学习的意义 – 可以肯定地说，你们中的95%以上的人在一 辈子的生涯中都没有机会去实现一个真正的 复杂语言的编译器。但是每一个人都绝对遇 到需要使用编译技术的项目。 以下就是一些小的“编译器”.
课程简介
教材和参考书 – 陈意云、张昱，编译原理，高等教育出版社， 2008年第二版 – Alfred V.Aho, Ravi Sethi, Jeffrey D.Ullman, . 《编译原理 技术与工具（英文版）》 人民邮 电出版社. 中文版：机械工业出版社
课程简介
成绩评定 – 学期总评 = 考试成绩占70%，平时成绩30分 （作业+上机实验+平时点名）
第一章
引
论
任何名词都可以作宾语； 如果e1和e2都是宾语，那么 e1 和e2 e1 与e2
语法分析：词法记号（token）流-〉语法短语 • 任何一个标识符都是表达式； • 任何一个数都是表达式； • 如果e1和e2都是表达式，那 么 e1 + e2 e1 * e2 (e1)
Hale Waihona Puke 课程简介学习的意义
普通计算器 可编程计算器
课程简介
学习的意义
自动聊天机器人
课程简介
学习的意义
各种数据库查询语言及专家系统
select 课程 from table 课程表 where 任课老师=贾棋
课程简介
学习的意义 – 在计算机专业考研或者各大公司招聘时，必 考内容。
在 x86/Linux 工作站上，以下两个结构的 size 分别是20 和 16 ， 为什么不一样？ typedef struct _a{ typedef struct _b{ char c1; char c1; long i; char c2; char c2; long i; double f; double f; }a; }b;
if (c == 5) then … if (5 == c) then …
if (c = 5) then…
编译器不报错， 但实际上错了
if (5 = c) then…
编译器报错
课程简介
学习的意义
– 从软件工程看，编译器是一个很好的实例（基本设 计、模块划分等）， 所介绍的概念和技术能应用到 一般的软件设计之中。编译器也许是大家在本科阶 段分析最透彻的实例了。从本课程的学习也能了解 到软件工程中的一些技术（如基于事件驱动的编 程）。本课程所介绍的概念和技术能应用到一般的 软件设计之中。
第一章
引
论
你们是优秀的大工学子。
词法分析：源程序 -〉词法记号（token）流
position = initial + rate 60
词法分析
词法分析器 名词1 动词 形容词 名词2
id, 1 = id, 2 + id, 3 60
符号表 1 position . . . 2 initial . . . ... 3 rate 词典 你们 ... 1 2 大工学子 . . . ... 3
Fortran compiler for the IBM 704/709/7090/7094
– John Backus，引入了编译器的“阶段”或 称为“遍”的概念，是编译设计的模块化的 开始
• 编译器从逻辑上可以分成若干阶段 • 每个阶段把源程序从一种表示变换成另一种表 示 • 本章通过描述编译器的各个阶段来介绍编译这 个课题
编译原理课程在计算机科学技术中的地位：
程序设计语 言
离散数学 数据结构
编译原理 系统软件 操作系统
信息系统
电子商务
应用软件
软件工程
课程简介
• 编译理论与方法 – 计算机科学与技术中理论和实践相结合的最好 典范 – ACM 图灵奖，授予在计算机技术领域作出突出 贡献的科学家
• 程序设计语言、编译理论与方法约占1/3
• vc结果vs Linux下gcc的结果
• vc6中的编译选项有 /Zp[1|2|4|8|16] ，/Zp1表 示以1字节边界对齐，相应的，/Zpn表示以n字节 边界对齐。n字节边界对齐的意思是说，一个成 员的地址必须安排在成员的尺寸的整数倍地址上 或者是n的整数倍地址上，取它们中的最小值。 • 要使用这个选项，可以在vc6中打开工程属性 页，c/c++页，选择Code Generation分类，在 Struct member alignment可以选择。
• 平时点名 4 次，每次 2 分。 4 次都不到的取消期末 考试资格。 • 作业+上机=22分
课程简介
课程要求 – 目标：师生共同努力，帮助大家学有所得 – 讲课进度较快，平时不复习并加深理解，后 面将听不懂 – 作业较多，要求独立完成 – 上机实验，不要轻视 – 阅读PL/0编译器，会有很大收获 – 课件下载：ftp:\\210.30.96.4\...\jiaqi
语法分析
语义分析器 符号表 管理器 中间代码 生成器 出错管理器 词典
语义分析 出错纪录 英语文本生成
代码优化器
英语文本改进
代码生成器
日语文本生成
目标程序
日语文本
第一章
引
论
• FORTRAN (FORmula TRANslation) – 第一个实用的高级语言 – 擅长于数学函数运算 – 常用于科学计算中 • 第一个编译器 – 历史上第一个实用的编译器(John Backus)：
课程简介
课程内容 – 介绍编译器构造的一般原理和基本实现方法 – 介绍的理论知识：形式语言和自动机理论、 语法制导的定义和属性文法、类型论等 课程特点 – 强调形式化描述技术 – 强调对编译原理和技术的宏观理解，不把注 意力分散到枝节算法，不偏向于某种源语言 或目标机器
课程简介
学习的意义 – 它是计算机专业的核心课程。对编程语言的 设计和实现有深刻的理解，有利于学习编程 语言，知其然知其所以然。
第一章
引
论
• 翻译器：把一种语言变换到另外一种语言的软件。 这两种语言分别称为源语言和目标语言。 • 编译器：一种翻译器，它的目标语言比源语言低 级。
第一章
编译器
引
源程序 词法分析器
论
翻译家
• 编译器从逻辑上可以分成若 干阶段，每个阶段把源程序从一 种表示变换成另一种表示
汉语文本
词法分析
语法分析器
大多数程序员同时是语言的设计者，虽然是一些简单
的语言（如输入输出），本课程的学习有助于提高对这些 语言的设计水平。
课程简介
学习的意义 – 可以肯定地说，你们中的95%以上的人在一 辈子的生涯中都没有机会去实现一个真正的 复杂语言的编译器。但是每一个人都绝对遇 到需要使用编译技术的项目。 以下就是一些小的“编译器”.
课程简介
教材和参考书 – 陈意云、张昱，编译原理，高等教育出版社， 2008年第二版 – Alfred V.Aho, Ravi Sethi, Jeffrey D.Ullman, . 《编译原理 技术与工具（英文版）》 人民邮 电出版社. 中文版：机械工业出版社
课程简介
成绩评定 – 学期总评 = 考试成绩占70%，平时成绩30分 （作业+上机实验+平时点名）
第一章
引
论
任何名词都可以作宾语； 如果e1和e2都是宾语，那么 e1 和e2 e1 与e2
语法分析：词法记号（token）流-〉语法短语 • 任何一个标识符都是表达式； • 任何一个数都是表达式； • 如果e1和e2都是表达式，那 么 e1 + e2 e1 * e2 (e1)
Hale Waihona Puke 课程简介学习的意义
普通计算器 可编程计算器
课程简介
学习的意义
自动聊天机器人
课程简介
学习的意义
各种数据库查询语言及专家系统
select 课程 from table 课程表 where 任课老师=贾棋
课程简介
学习的意义 – 在计算机专业考研或者各大公司招聘时，必 考内容。
在 x86/Linux 工作站上，以下两个结构的 size 分别是20 和 16 ， 为什么不一样？ typedef struct _a{ typedef struct _b{ char c1; char c1; long i; char c2; char c2; long i; double f; double f; }a; }b;
if (c == 5) then … if (5 == c) then …
if (c = 5) then…
编译器不报错， 但实际上错了
if (5 = c) then…
编译器报错
课程简介
学习的意义
– 从软件工程看，编译器是一个很好的实例（基本设 计、模块划分等）， 所介绍的概念和技术能应用到 一般的软件设计之中。编译器也许是大家在本科阶 段分析最透彻的实例了。从本课程的学习也能了解 到软件工程中的一些技术（如基于事件驱动的编 程）。本课程所介绍的概念和技术能应用到一般的 软件设计之中。
第一章
引
论
你们是优秀的大工学子。
词法分析：源程序 -〉词法记号（token）流
position = initial + rate 60
词法分析
词法分析器 名词1 动词 形容词 名词2
id, 1 = id, 2 + id, 3 60
符号表 1 position . . . 2 initial . . . ... 3 rate 词典 你们 ... 1 2 大工学子 . . . ... 3
Fortran compiler for the IBM 704/709/7090/7094
– John Backus，引入了编译器的“阶段”或 称为“遍”的概念，是编译设计的模块化的 开始
• 编译器从逻辑上可以分成若干阶段 • 每个阶段把源程序从一种表示变换成另一种表 示 • 本章通过描述编译器的各个阶段来介绍编译这 个课题