编译原理名词解释
考研专业课资料编译原理
考研专业课资料编译原理考研专业课资料:编译原理编译原理是计算机科学中的一门重要课程,它研究如何将高级程序设计语言翻译成机器语言的过程和方法。
编译原理旨在培养学生对编译器的设计与实现有深入的理解,提高学生的程序设计与编程能力。
本文旨在概述编译原理的基本概念和重要内容。
一、引言编译原理是计算机科学与技术专业研究生必修的一门重要课程,其作用不仅在于培养学生对编译器的深刻理解,更在于提高学生的编程能力和解决问题的能力。
编译原理研究的核心问题是如何将高级程序设计语言翻译成机器语言,它的学科体系相对完整,内容繁多。
下面将从基础概念、词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成等方面进行阐述。
二、基础概念1. 编译器编译器是一种将高级程序设计语言翻译成机器语言的程序。
它由多个阶段组成,每个阶段完成不同的任务,包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成等。
2. 词法分析词法分析是编译器的第一个阶段,它将源程序分解成一个个单词或词素,并将其分类为不同的词法单位,如标识符、关键字、操作符等。
3. 语法分析语法分析是编译器的第二个阶段,它通过分析词法单位之间的关系和语法规则来构建语法分析树。
语法分析树描述了程序的语法结构,方便后续阶段的处理。
4. 语义分析语义分析是编译器的第三个阶段,它对语法分析树进行检查和修正,确保程序遵循语义规则。
语义分析包括类型检查、作用域检查和语义错误检查等。
5. 中间代码生成中间代码生成是编译器的第四个阶段,它将源程序翻译成一种类似于汇编语言的中间代码。
中间代码是一种抽象的机器语言,方便后续阶段的处理和优化。
6. 代码优化代码优化是编译器的第五个阶段,它对中间代码进行优化,以提高程序的执行效率。
代码优化包括常量折叠、循环展开、公共子表达式消除等。
7. 目标代码生成目标代码生成是编译器的最后一个阶段,它将中间代码翻译成特定硬件平台的机器代码。
编译原理的基础知识和技术
编译原理的基础知识和技术编译原理是计算机科学中的重要领域,它研究的是将高级程序语言转换为机器语言的方法和过程。
在计算机软件开发中,编译器扮演着重要的角色,它能够将编写的源代码转化为可执行的机器代码。
本文将介绍编译原理的基础知识和相关技术。
一、编译原理的定义与概述编译原理是指将高级语言程序转化为等价的机器语言程序的技术和理论研究。
编译器是实现编译原理的工具,它负责将源代码进行词法分析、语法分析、语义分析、优化和代码生成等一系列步骤,最终生成可执行的目标代码。
二、编译过程的基本步骤1. 词法分析词法分析是编译过程的第一步,它将源代码分解为一个个的词法单元。
词法单元包括关键字、标识符、常量、运算符和分隔符等。
通过词法分析器,编译器能够识别和提取源代码中的各种词法单元。
2. 语法分析语法分析是编译过程的第二步,它将词法单元串转化为一个个的语法分析树。
语法分析树反映了源代码的语法结构,它能够帮助编译器理解源代码的语义。
常用的语法分析方法包括递归下降法和LR分析法等。
3. 语义分析语义分析是编译过程的第三步,它对语法分析树进行进一步的处理和分析。
语义分析器能够检查源代码是否符合语义规则,并生成语义动作或中间代码。
语义分析的主要任务是类型检查、符号表管理和语义动作的生成等。
4. 优化优化是编译过程中非常重要的一步,它能够对生成的中间代码进行进一步的优化处理。
优化的目标是提高目标代码的执行效率,并减少程序的存储空间。
常见的优化技术包括常量折叠、循环展开、公共子表达式消除等。
5. 代码生成代码生成是编译过程的最后一步,它将优化后的中间代码转化为目标代码。
代码生成器根据目标机器的特性和指令集,生成可执行的机器代码。
代码生成的过程中,需要进行寄存器分配、指令选择和地址分配等。
三、常用的编译器工具1. LexLex是一种常用的词法分析器生成工具,它能够根据用户定义的正则表达式,自动生成词法分析器程序。
Lex生成的词法分析器能够快速地将源代码分解为词法单元,简化了编译器的实现过程。
编译原理所有名词解释
第一章编译程序是一种程序,它把高级语言编写的源程序翻译成与之在逻辑上等价的机器语言或汇编语言的目标程序。
一个高级语言程序的执行通常分为两个阶段,即编译阶段和运行阶段。
如果编译生成的目标程序是汇编语言形式,那么在编译与运行阶段之间还要添加一个汇编阶段。
解释程序也是一种翻译程序,它将源程序作为输入,一条语句地读入并解释执行。
解释程序与编译程序的主要区别是:编译程序是将源程序翻译成目标程序后再执行该目标程序,而解释程序则是逐条读出源程序中的语句并解释执行,即在解释程序的执行过程中并不源程序产生目标程序。
编译过程可以划分成五个阶段:词法分析阶段、语法分词法分析器析阶段、语义分析和中间代码生成阶段、优化阶段和目单词符号标代码生成阶段。
词法分析的任务是对构成源程序的字语法分析器表出符串进行扫描和分解,根据语言的词法规则识别出一个语法单位个具有独立意义的单词;语法分析的任务是在词法分析格错语义分析与的基础上,根据语言的语法规则(文法规则)从单词符中间代码生成器管处号串中识别出各种语法单位并进行语法检查;语义分析四元式理和中间代码生成阶段的任务是首先对每种语法单位进行理优化静态语义检查,然后分析其含义,并用另一种语言形式四元式来描述这种语义即生成中间代码;优化的任务是对前阶目标代码生成器段产生的中间代码进行等价变换或改造,以期获得更为目标程序高效(节省时间和空间)的目标代码;目标代码生成阶段的任务是把中间代码(或经优化处、理之后)变换成特编译程序结构示意图定机器上的机器语言程序或汇编语言程序,实现最终的翻译工作。
自编译:用某种高级语言书写自己的编译程序。
交叉编译:指用A机器上的编译程序来产生可在B机器上运行的目标代码。
自展:首先确定一个非常简单的核心语言L0,然后用机器语言或汇编语言书写出它的编译程序T0:再把语言L0扩充到L1,此时有L0L1,并用L0编写L1的编译程序T1(即自编译)。
移植:指A机器上的某种高级语言的编译程序稍加改动后能够在B机器上运行。
c语言编译原理
c语言编译原理C语言编译原理。
C语言是一种广泛应用的计算机编程语言,它的编译原理是理解和掌握C语言的重要基础。
编译原理是指将高级语言编写的程序转换为机器语言的过程,这个过程包括了词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成等步骤。
下面我们将逐步介绍C语言编译原理的相关内容。
首先,词法分析是编译原理的第一步,它的作用是将源程序中的字符序列转换为单词序列,也就是词法单元。
在C语言中,词法单元包括关键字、标识符、常量、运算符和界符等。
词法分析器会逐个读取源程序中的字符,并将其转换为相应的词法单元,然后将这些词法单元传递给语法分析器进行处理。
接着,语法分析是编译原理的第二步,它的作用是根据语法规则检查词法单元序列的结构是否符合语法规则。
在C语言中,语法规则包括了声明、表达式、语句和函数等。
语法分析器会根据这些语法规则对词法单元序列进行分析,并生成相应的语法树。
然后,语义分析是编译原理的第三步,它的作用是对语法树进行遍历和分析,确定程序的语义是否合法。
在C语言中,语义分析包括了类型检查、作用域分析和中间代码生成等。
语义分析器会对语法树进行遍历,检查变量的类型是否匹配、函数的参数是否正确,并生成相应的中间代码。
接下来,中间代码生成是编译原理的第四步,它的作用是将语法树转换为中间代码。
在C语言中,中间代码可以是三地址码、四地址码或者抽象语法树等形式。
中间代码生成器会根据语法树的结构和语义信息生成相应的中间代码,并进行一定的优化。
此外,代码优化是编译原理的第五步,它的作用是对中间代码进行优化,以提高程序的性能和效率。
在C语言中,代码优化包括了常量传播、死代码消除、循环优化和内联展开等。
代码优化器会对中间代码进行分析和变换,以减少程序的执行时间和内存占用。
最后,目标代码生成是编译原理的最后一步,它的作用是将中间代码转换为目标机器的机器代码。
在C语言中,目标代码可以是汇编代码或者机器语言代码。
杭电编译原理名词解释
名词解析1.编译器: 一个编译程序就是一个语言翻译程序,它把一种语言(称作源语言)书写的程序翻译成另一种语言(称作目标语言)书写的等价的程序。
2.词法分析:从左至右读源程序,识别单词符号3.语法分析:在词法分析的基础上将单词序列组合成各类语法短语4.语义分析:语义检查,收集语义信息,进行类型审查5.代码优化:对中间代码进行优化(提高时间与空间效率6.遍:对源程序或源程序中间表示的一次扫描,每一遍读入一个文件,执行一个或几个阶段的编译操作,并输出源程序的一个中间表示7.上下文无关文法:所定义的的语法单位是完全独立于这种语法单位可能出现的上下文环境的8.推导与归约:推导是用产生式的右部代替左部,归约是用产生式的左部代替右部,归约是推导的逆过程9.最左/右推导:对句型最左/右非终结符进行展开10.最左/右规约:最右/左推导的逆过程,即对最左/右边的可归约串进行归约11.句型:从文法的开始符号出发进行零步或多于零步的推导得到的文法符号串12.句子:只包含终结符号的句型称为句子13.句柄:最左直接短语14.句子、文法、语言的二义性:如果一个文法的句子有两棵或两棵以上的分析树,称此句子是二义的如果一个文法有一个句子是二义的,此文法称为二义文法如果一个语言的所有文法都是二义的,称此语言是二义的15.正规表达式:一个表示字符串格式的模式,可以用来描述单词符号的结构16.有限自动机:是具有离散输入与离散输出的一种数学模型,输入字符串,输出是、否17.不确定的有限自动机:由状态集合,输入符号集合,转换函数,开始状态,接受状态集合组成18.确定的有限自动机:没有ε边转移且一个状态面临一个输入符号时最多只转移到一个状态的NFA19.自顶向下分析:从根到叶子来建立句子的分析树或,给出句子的一个从开始符号出发的推导序列20.自底向上分析:从叶子到根来建立句子的分析树或,给出一个从句子出发到开始符号的归约序列21.综合属性:属性值是分析树中该结点的子结点的属性值的函数22.继承属性:属性值是分析树中该结点的父结点和/或兄弟结点的属性值的函数23.S -属性定义:只含有综合属性的语法制导定义24.L -属性定义:是一种语法制导定义L-属性定义包含S-属性定义25.代码优化:对中间代码进行优化(提高时间与空间效率)26.基本块:·一个连续的三地址(中间)代码序列·只有一个入口语句,一个出口语句·执行时从入口语句进入,从出口语句退出27.活动记录:是一段连续的存储区,用以存放过程的一次执行所需要的信息,如局部数据。
编译原理
1词法分析
词法分析是编译器前端设计的基础阶段,在这一阶段,编译器会根据设定的语法规则,对源程序进行标记,在标 记的过程中,每一处记号都代表着一类单词,在做记号的过程中,主要有标识符、关键字、特殊符号等类型,编译器 中包含词法分析器、输入源程序、输出识别记号符,利用这些功能可以将字号转化为熟悉的单词。
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2语法分析
语法分析是编译过程的第二个阶段。这阶段的任务是在词法分析的基础上将识别出的单词符号序列组合成各 类语法短语,如“语句”, “表达式”等.语法分析程序的主要步骤是判断源程序语句是否符合定义的语法规则, 在语法结构上是否正确。而一个语法规则又称为文法,乔姆斯基将文法根据施加不同的限制分为0型、1型、2型、 3型文法, 0型文法又称短语文法, 1型称为上下文有关文法, 2型称为上下文无关文法, 3型文法称为正规文法,限 制条件依次递增。
计算机类专业本科生学习本专业的第一门语言课程是C语言。C语言由于其类型不安全性,容易出现一些难以 捉摸的错误,使得学生难以定位和解决问题。如果能让学生根据编译器提供的提示信息,精确定位程序中的错误类 型和位置,把编译原理中所学用于实际C语言编程需求,这既完成了课程的教学内容,也提升了学生的软件编程和系 统分析的能力。
发展
在早期冯诺依曼计算机时期 (20世纪40年代)程序都是以机器语言编写,机器语言就是实际存储的01代码,编 写程序是十分枯燥乏味的。后来汇编语言代替机器语言一符号形式该处操作指令和编码。但汇编语言仍有许多缺 点,阅读理解起来很难,而且必须依赖于特定的机器,如果想使编写好的程序在另一台计算机上运行必须重写。在 20世纪50年代IBM的John Backus带领一个研究小组对FORTRAN高级语言及其编译器进行开发。编译程序的自动生 成工具初现端倪,现在很多自动生成工具已经广泛使用例如语法分析工具LEX,语言分析程序YACC等。在20世纪60 年代人们不断的用自编译技术构造编译程序,即用被编译的语言本身来实现该语言的编译程序,但其基本原理和结 构大体相同。经过不断发展现代编译技术已经较为成熟,多种高级语言发展迅速都离不开编译技术的进步。
编译原理--名词解释
名词解释1、编译:编译程序的翻译过程。
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. 语言:由文法G生成的语言记为L(G),它是文法G的一切句子的集合:L(G)={x|S =>* x,其中S为文法的开始符号,且x ∈VT*}2、义文法:若一个文法存在某个句子对应两棵不同的语法树,则称这个文法是二义的。
或者,若一个文法存在某个句子有两个不同的最左(右)推导,则称这个文法是二义的。
3、二义语言:如果产生上下文无关语言的每一个文法都是二义的,则说此语言是先天二义的。
4、属性文法:属性文法(attribute grammar)是一个三元组:A=(G,V,F),其中G:是一个上下文无关文法,V:有穷的属性集,F:关于属性的属性断言或一组属性的计算规则(称为语义规则) 。
5、活动记录:一个过程的一次执行所需要的信息,使用一个连续的存储区来管理这个区(块),叫做一个活动记录AR。
6、词法:规定什么是正确的单词,boy 不能写成byo等等。
7 、语法(文法):是指一组规则,用它可以形成和产生一个合适的程序。
(定义什么样的符号序列是合法的)8 、语义:自然语言中词语的意义,逻辑形式系统中符号的解释。
(定义什么样的符号序列是有含义的)9 、句子:有文法G[s],若S =>* x,且x∈VT*,则称x是文法G的句子。
10 、句型:有文法G[s],若S =>* x,则称x是文法G的句型。
11 、语法树:设G=( VN,VT,P,S)为一cfg,若一棵树满足下列4个条件,则此树称作G的语法树。
12 、最左/最右推导:在推导的任何一步α β,其中α、β是句型,都是对α中的最左(右)非终结符进行替换。
13 、自上而下分析:从文法的开始符号出发,反复使用文法的产生式,寻找与输入符号串匹配的推导,或者说,为输入串寻找一个最左推导。
14 、自下而上分析:从输入符号串开始,逐步进行归约,直至归约到文法的开始符号。
编译原理名词解释
编译原理名词解释1. 词法分析器(Lexer):也称为扫描器(Scanner),用于将源代码分割成一个个单词(Token)。
2. 语法分析器(Parser):将词法分析器生成的单词序列转换成语法树(Parse Tree)或抽象语法树(Abstract Syntax Tree)。
3. 语法树(Parse Tree):表示源代码的语法结构的树状结构,它由语法分析器根据语法规则生成。
4. 抽象语法树(Abstract Syntax Tree):比语法树更加简化和抽象的树状结构,用于表示源代码的语义结构。
5. 语义分析器(Semantic Analyzer):对抽象语法树进行语义检查,并生成中间代码或目标代码。
6. 中间代码(Intermediate code):一种介于源代码和目标代码之间的中间表示形式,可以被不同的优化器和代码生成器使用。
7. 目标代码生成器(Code Generator):将中间代码转换成特定目标平台的机器代码。
8. 优化器(Optimizer):用于对中间代码进行优化,以提高代码的执行效率和资源利用率。
9. 符号表(Symbol Table):用于存储程序中的标识符(变量、函数等)的信息,包括名称、类型等。
10. 语言文法(Grammar):定义了一种语言的语法规则,常用的形式包括上下文无关文法和正则文法。
11. 上下文无关文法(Context-free Grammar):一种形式化的语法表示方法,由产生式和非终结符组成,描述一种语言的句子结构。
12. 语言解释器(Interpreter):将源代码逐行解释执行的程序,不需要生成目标代码。
13. 回溯法(Backtracking):一种递归式的算法,用于在语法分析过程中根据产生式进行选择。
14. 正则表达式(Regular Expression):用于描述一类字符串的表达式,可以用于词法分析中的模式匹配。
15. 自顶向下分析(Top-down Parsing):从文法的起始符号开始,按照语法规则逐步构建语法树的过程。
编译原理名词解释
1.可以采用边翻译边执行的解释执行方式,这种处理程序称为解释程序。
解释程序的结果是源程序的执行结果。
2.先用目标机的汇编语言或机器语言书写源语言的一个子集的编译程序,然后再用这个子集作为书写语言,实现源语言的编译程序.通常这个过程会分成若干步,像滚雪球一样直到生成预计源语言的编译程序为止.我们把这样的实现方式称为自展技术.3.前端主要依赖于源语言而与目标机无关,包括词法分析、语法分析、语义分析和中间代码生成。
后端工作指那些以来与目标机而一般不依赖源语言,至于中间代码有关的那些阶段,及目标代码生成以及先关出错处理和符号表操作。
4.编译过程划分为:词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成六个阶段。
词法分析:从左到右一个字符一个字符的读入源程序,对构成源程序的字符流进行扫描和分解,从而识别出一个个单词。
语法分析:在词法分析的基础上将单词分解成各类语法短语,如“程序”、“语句”、“表达式”。
语义分析:审查源程序有无语义错误,为代码生成阶段收集类型信息。
中间代码生成:进行了语法分析和语义分析之后,有的编译程序将源代码生成一种内部代码,这种内部表现形式叫中间语言或中间代码。
代码优化:对前阶段产生的中间代码进行变换或进行改造,目的是使生成的目标代码更为高效,即省时间和省空间目标代码生成:把中间代码变换成特定机器上的绝对指令代码或可重定位的指令代码或汇编指令代码。
多余状态:从自动机开始状态出发,任何输入都打不到的状态或从该状态出发到不了终止状态。
等价状态:从状态A出发能由某一字符串而停止于终态,从状态B出发也能得出同一字符串而终止,A与b等价正则式:就是记录文本规则的代码基本快:指程序中一个顺序执行的语句,其中只有一个入口语句和一个出口语句,执行的只能从其入口语句进入其出口语句退出*闭包:设A为集合,则定义A的*闭包为A*=A0 UA+可归规范前缀:若含有句柄的规范前缀,且每个句柄是a的后缀称a是可归规范前缀。
编译原理与技术
编译原理与技术编译原理与技术是计算机科学与技术领域中一门重要的学科。
它研究的是编译器的设计原理和实现技术,是计算机软件开发过程中不可或缺的环节。
本文将从编译原理的基本概念、编译器的结构、编译过程等方面进行探讨。
一、编译原理的基本概念编译原理是指研究将高级语言程序转化为等价的机器语言程序的一门学科。
它包括两个基本概念:词法分析和语法分析。
词法分析是将源程序分解为一个个的词法单元,也就是将程序中的字符序列转换为有意义的单词。
词法分析器通常需要利用正则表达式和自动机来实现。
语法分析是根据语法规则来分析词法单元之间的关系,并将其转化为语法树或语法图。
语法分析器通常需要利用上下文无关文法和LL(1)、LR(1)等语法分析方法来实现。
二、编译器的结构编译器通常由三个主要部分组成:前端、中间端和后端。
前端是指编译器的第一个阶段,它主要负责源程序的词法分析和语法分析。
在这个阶段,编译器将源程序转换为中间表示形式,并进行语义分析和优化。
中间端是指编译器的第二个阶段,它主要负责中间表示形式的优化和转换。
在这个阶段,编译器会对中间代码进行常量传播、死代码消除等优化操作,以提高程序的执行效率。
后端是指编译器的最后一个阶段,它主要负责将中间表示形式转换为目标语言代码。
在这个阶段,编译器会将中间代码转换为目标机器代码,并进行寄存器分配、指令调度等优化操作。
三、编译过程编译过程通常包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成等步骤。
词法分析是将源程序分解为一个个的词法单元的过程。
在这个过程中,编译器会识别出关键字、标识符、常量和运算符等。
语法分析是根据语法规则来分析词法单元之间的关系,并将其转化为语法树。
在这个过程中,编译器会检查语法错误,并生成抽象语法树。
语义分析是对源程序进行语义检查的过程。
在这个过程中,编译器会检查类型是否匹配、变量是否声明等语义错误,并生成中间表示形式。
中间代码生成是将源程序转换为一种中间表示形式的过程。
编译原理的名词解释
编译原理的名词解释编译原理是计算机科学中的一门重要课程,它研究的是如何将高级语言程序转化为计算机能够执行的机器指令。
编译原理涉及许多专业术语和概念,下面将对其中一些重要的名词进行解释。
词法分析(Lexical Analysis)词法分析是编译过程中的第一个阶段,也被称为扫描器。
它负责将源程序中的字符序列转化为单词(词法单元)的序列。
在词法分析的过程中,会忽略不需要关注的字符,如空格和注释。
语法分析(Syntax Analysis)语法分析是编译过程中的第二个阶段,也被称为解析器。
它负责根据词法分析阶段产生的词法单元序列,构建出一棵语法树。
通过语法分析,可以检查源程序是否符合语法规范,并将程序转化为抽象语法树。
语义分析(Semantic Analysis)语义分析是编译过程中的第三个阶段,它负责对语法树进行语义检查和语义规则的应用。
语义分析可以捕捉到一些错误,在编译过程中对源程序进行修正。
此外,语义分析还对程序中的语义逻辑进行处理,包括类型检查、作用域检查等。
中间代码生成(Intermediate Code Generation)中间代码是一种介于高级语言和目标机器语言之间的中间形式。
中间代码生成是编译过程中的一个重要阶段,它将源程序翻译为一种中间表示形式。
中间代码的生成可以便于程序的优化和后续阶段的处理。
代码优化(Code Optimization)代码优化是编译过程中的一个关键环节,它旨在改进生成的目标代码的效率和质量。
代码优化技术包括常量传播、死代码消除、循环优化等。
通过代码优化,可以提高程序的执行效率和资源利用率,改善程序的性能。
目标代码生成(Code Generation)目标代码生成是编译过程中的最后一个阶段,它将中间代码转化为目标机器的机器指令。
目标代码生成需要考虑目标机器的硬件特性和指令集,将中间代码转化为可以被计算机直接执行的机器指令。
符号表(Symbol Table)符号表是编译器中非常重要的数据结构,用于存储程序中出现的所有标识符的信息。
(完整版)编译原理名词解释
1. 源语言:书写源程序所使用的语言2. 源程序:用程序设计语言书写的程序3. 目标语言:计算机的机器指令。
目标语言可以是机器语言,也可以是汇编语言,或者是其他中间语言,但最终结果必是机器语言。
4. 目标程序:由机器指令构成的程序。
目标程序是经过翻译程序加工后用目标语言表示的程序。
5. 翻译程序:能够把某一种语言程序(源程序)改造成另一种语言程序(目标程序)将源程序译成逻辑上等价的目标程序的程序。
翻译程序有两种工作方式:编译和解释。
6. 编译程序:也称翻译程序7. 解释程序:有些翻译程序在翻译过程中并不产生完整的目标程序,而是翻译一句,解释执行一句,这样的称为解释程序。
8. 汇编程序:由汇编语言写成的程序9. 词法分析:执行词法分析的程序成为词法分析器,词法分析依据的是语言构词规则。
词法分析器从文件读入源程序,由字符拼接单词。
每当识别出一个单词,词法分析器就输出这个单词的内部码。
10. 语法分析:执行语法分析的程序叫做语法分析器。
语法分析的任务就是根据语言的规则,将词法分析器所提供的单词种别分成各类语法范畴。
11. 中间代码生成:中间代码产生有时称为语义分析,执行中间代码产生的程序称为中间代码生成器。
他的任务时按照语法分析器所识别出的语法范畴产生相应的中间代码,并建立符号表、常数表,等各种表格。
12. 目标代码生成:执行目标代码生成的程序称为目标代码生成器。
他的任务是根据中间代码和表格信息,确定各类数据在内存中的位置,选择合适的指令代码,将中间代码翻译成汇编语言或机器指令,这部分工作与计算机硬件有关。
13. 符号表:用于记录源程序中出现的标识符,一个标识符往往具有一系列的语义值,她包括标识符的名称、种属、类型、值存放的地址等等。
14. 常数表:用于记录在源程序中出现的常数。
15. 编译程序前端:是由词法分析器、语法分析器和中间代码产生器组成的。
她的特点是依赖于被编译的源程序,输出结果用中间代码描述,和目标机器无关。
编译原理(第一章)
语法分析器通常采用自顶向下的分析 方法,从源代码的起始位置开始,逐 步向下解析,直到找到完整的语法结 构或遇到语法错误。
语法分析是编译器的基础,它决定了 源代码的结构和含义,并为编译器提 供了理解和处理源代码的框架。
语法分析的任务
确定词法单元
语法分析器需要将源代码分解 成一个个的词法单元或符号, 如关键字、标识符、运算符等
对优化后的代码进行评估,包括性能测试、空间占用测试 等,以确定优化的效果是否达到预期目标。
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优化的分类
根据优化涉及的方面不同,优 化可以分为局部优化和全局优 化。
局部优化是指在单个函数或代 码块范围内进行的优化,通常 关注单个语句或表达式的优化。
全局优化是指在程序的全局范 围内进行的优化,通常关注函 数或模块之间的优化,以提高 整个程序的性能。
优化技术
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常见的优化技术包括常量折叠、死代码消除、循环展开、 循环优化、函数内联等。
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常量折叠是指在编译过程中将常量表达式的结果进行计算 并替换掉原来的表达式,以减少程序运行时的计算量。
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死代码消除是指删除程序中永远不会被执行到的代码,以 减少程序的空间占用和提高程序的运行效率。
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循环展开是指将循环体中的代码复制到循环外部,以减少 循环次数和减少循环开销。
。
识别语法结构
语法分析器需要识别出源代码 中的各种语法结构,如表达式 、语句、程序等。
建立语法树
语法分析器需要将识别的语法 结构按照一定的规则组织起来 ,形成一棵语法树。
语义检查
语法分析器在识别语法结构的 同时,还需要进行一些语义检 查,如类型检查、变量声明等
汇编语言 编译原理
汇编语言编译原理
汇编语言和编译原理是计算机科学中的两个重要概念,它们在计算机程序的构建和执行过程中起着关键作用。
1. 汇编语言(Assembly Language):汇编语言是一种低级语言,与计算机的硬件直接相关。
它使用助记符(mnemonics)来代表机器指令,使得编程更加接近于硬件操作。
汇编语言编写的程序需要经过汇编器(assembler)转换成机器语言才能执行。
汇编语言提供了对硬件的直接控制,因此它常常用于系统编程,如操作系统、设备驱动等。
2. 编译原理(Compiler Theory):编译原理是研究如何将高级语言编写的程序转换成机器语言程序的学科。
编译过程主要包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、优化和目标代码生成等阶段。
编译器将源代码转换成目标代码(通常是机器语言),这个过程可能还需要链接器(linker)将多个目标文件组合成一个可执行文件。
编译原理不仅用于将高级语言转换为机器语言,还用于解释器、汇编器等工具的设计和实现。
总的来说,汇编语言是一种直接控制硬件的低级语言,而编译原理是研究如何将高级语言程序转换成机器语言程序的过程。
这两者在计算机科学中都有重要的地位,它们是构建和执行计算机程序的关键部分。
编译原理与解释器
编译原理与解释器编译原理与解释器是计算机科学领域中的重要概念,它们在程序设计和开发过程中起着关键作用。
编译原理是指将高级程序语言转换为机器语言的技术和方法,而解释器则是指直接执行高级程序语言的程序。
本文将介绍编译原理和解释器的基本原理、应用和比较。
一、编译原理编译原理是计算机科学的一个重要分支,其基本原理是将高级程序语言转换为低级机器语言。
编译过程可以分为三个基本阶段:词法分析、语法分析和语义分析。
1. 词法分析词法分析阶段负责将程序的字符序列分解为一个个的词法单元,即标识符、关键字、操作符等。
词法分析器会生成一个称为词法单元流的输出,供接下来的语法分析使用。
2. 语法分析语法分析阶段根据语法规则和词法单元流创建程序的抽象语法树(AST)。
语法分析器会检查并验证程序语法的正确性,并构建好程序的内部表示。
3. 语义分析语义分析阶段负责验证程序的语义和语法的正确性,如果存在错误则进行报错。
同时,语义分析器还会生成中间代码,以便接下来的优化和目标代码生成。
二、解释器解释器是执行高级程序语言的程序,它直接将源代码转换成可执行代码并立即执行。
相比之下,编译原理生成的目标代码需要先编译再执行。
由于解释器不需要将整个程序全部编译,因此它具有更快的启动时间和更好的灵活性。
解释器的运行过程通常包括以下几个步骤:1. 词法分析和语法分析解释器首先对源代码进行词法分析和语法分析,创建抽象语法树。
2. 解释执行解释器按照抽象语法树的结构逐行执行源代码,将其转换成机器指令或者直接执行。
3. 错误处理解释器在解释执行过程中会进行错误处理,包括错误报告和异常处理。
三、编译器和解释器的比较编译器和解释器在程序设计和开发中有不同的应用场景和优缺点。
1. 执行效率由于编译器生成的目标代码是机器码,可以直接在计算机上执行,因此编译器的执行效率通常高于解释器。
2. 灵活性解释器由于直接执行源代码,可以在执行过程中根据不同的输入作出动态调整,具有较高的灵活性。
编译原理概述
编译原理概述1)简述编译程序与翻译程序、汇编程序的联系与区别。
编译原理是将计算机语⾔转化为可以在计算机硬件上直接运⾏的机器语⾔,是翻译语⾔的⼀种。
1、将⾼级语⾔变为机器语⾔,包括两种⽅法,编译是⼀种,另⼀种是解释; 2、将汇编语⾔变成机器语⾔的,叫汇编程序. 编译: ⾼级语⾔ --> 机器语⾔(指令); 汇编: 汇编指令 --> 机器指令;2)编译过程包括哪⼏个主要阶段及每个阶段的主要功能。
第⼀阶段:词法分析词法分析的任务是:输⼊源程序,对构成源程序的字符串进⾏扫描和分解,识别出⼀个个的单词(亦称单词符号或简称符号),如基本字(begin、end、if、for、while),标识符、常数、运算符和界符(标点符号、左右括号)。
第⼆阶段:语法分析语法分析的任务是: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(语法范畴),如“短语”、“句⼦”、“程序段”和“程序”等。
通过语法分析,确定整个输⼊串是否构成语法上正确的“程序”。
语法分析所依循的是语⾔的语法规则。
语法规则通常⽤上下⽂⽆关⽂法描述。
词法分析是⼀种线性分析,⽽语法分析是⼀种层次结构分析。
第三阶段:词义分析与中间代码产⽣这⼀阶段的任务是:对语法分析所识别出的各类语法范畴,分析其含义,并进⾏初步翻译(产⽣中间代码)。
这⼀阶段通常包含两个⽅⾯的⼯作。
⾸先,对每种语法范畴进⾏语义i安插,例如,变量是否定义、类型是否正确等等。
如果语义正确,则进⾏另⼀⽅⾯⼯作,即进⾏中间代码的解释。
这⼀阶段所依循的是语⾔的语义规则。
通常使⽤属性⽂法描述语义规则。
第四阶段:优化优化的任务在于对前段产⽣的中间代码进⾏加⼯变换,以期在最后阶段能产⽣出更为⾼效(省时间和空间)的⽬标代码。
优化的主要⽅⾯有:公关⼦表达式的提取、循环优化、删除⽆⽤代码等等。
有时,为了便于“并⾏运算”,还可以对代码进⾏并⾏化处理。
优化所依循的原则是程序的等价变换规则。
编程语言编译原理基础知识
编程语言编译原理基础知识编程语言编译原理是计算机科学中的重要基础知识,它研究的是将高级语言转化为计算机可以执行的机器语言的过程。
了解编译原理对于理解编程语言的本质和实现原理具有重要的意义。
本文将介绍编程语言编译原理的一些基础知识。
一、什么是编译原理编译原理是计算机科学中的一个分支,它研究的是如何将一种高级语言转换成另一种语言的过程。
编译原理主要包括以下几个方面的内容:1. 词法分析:词法分析是编译器的第一个阶段,它将源代码分解成一个个单词(token),每个单词都具有特定的含义和语法规则。
2. 语法分析:语法分析是编译器的第二个阶段,它将词法分析器生成的单词序列转换成语法树,语法树表示了源代码的结构和语法关系。
3. 语义分析:语义分析是编译器的第三个阶段,它对语法树进行进一步的分析和处理,检查源代码是否符合语义规则,并生成中间代码。
4. 中间代码生成:中间代码是在编译过程中产生的一种抽象的中间表示形式,它更接近机器语言,但仍然是与机器无关的。
5. 代码优化:代码优化是对中间代码进行优化处理,以提高程序的性能和效率。
6. 目标代码生成:目标代码是最终生成的机器代码,它可以直接在计算机上执行。
二、编译器和解释器的区别编译器和解释器是两种不同的语言翻译工具,它们在编程语言编译原理中有着不同的作用和实现方式。
1. 编译器:编译器是将高级语言一次性地全部转换成与特定机器相关的目标代码的工具。
编译器将源代码作为输入,经过词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成等多个阶段的处理,最终生成可执行的机器代码。
2. 解释器:解释器是一种逐行解释执行源代码的工具。
解释器将源代码逐行解释为可执行的机器指令,不需要生成目标代码。
解释器的执行速度相对较慢,但更具灵活性,能够立即执行修改过后的源代码。
三、常见的编程语言编译原理不同的编程语言采用不同的编译原理和工具,下面介绍一些常见的编程语言编译原理:1. C语言:C语言是一种广泛应用的高级编程语言,它的编译原理是先将源代码通过预处理器进行宏替换和头文件引入,然后进行词法分析、语法分析、语义分析、代码生成和目标代码生成等多个阶段的处理,最终生成可执行的机器代码。
编译原理名词解释
.名词解释:1)前缀答:前缀——是指符号串任意首部。
2)可归前缀答:可归前缀——是指规范句型的一个前缀,这种前缀包含句柄且不含句柄之后的任何符号。
3)活前缀答:活前缀——规范句型的一个前缀,这种前缀不含句柄之后的任何符号。
或给定文法规范句型的可归前缀的任意首部。
4)简单短语答:简单短语——设G[Z]是给定文法,w=xuy∈V+,为该文法的句型,如果满足下面两个条件:① Z xUy;② Uu;则称句型xuy 中的子串u是句型xuy的简单短语。
5)扫描遍答:扫描遍——指编译程序对源程序或中间代码程序从头到尾扫描一次。
6)句柄答:句柄——给定句型中的最左简单短语就是句柄。
7)句型答:句型——设G是一个给定的文法,S是文法的开始符号,如果Sx(其中x∈V*),则称x是文法的一个句型。
8)句子答:句子——设G是一个给定的文法,S是文法的开始符号,如果S x(其中x∈VT*),则称x是文法的一个句子。
9)非终结符答:非终结符—出现在文法产生式的左部且能派生出符号或符号串的那些符号称为非终结符号。
10)终结符答:终结符——出现在文法产生式的右部且不能派生出符号或符号串的那些符号称为终结符号。
11)属性文法答:一个属性文法形式的定义为一个三元组AG,AG=(G,V,E)。
其中G为一个上下文无关文法;V为属性的有穷集;E为一组语义规则。
12)语法制导翻译答:语法制导翻译——语法制导翻译就是在语法分析的过程中,当进行推导或归约时同步完成附加在所使用的产生式上的语义规则描述的动作,从而实现语义处理。
13)后缀式答:后缀式——一种把运算量(操作数)写在前面,把算符写在后面(后缀)的表示法。
14)短语答:短语——设G[Z]是给定文法,w=xuy∈V+,为该文法的句型,如果满足下面两个条件:① Z xUy;② U u;则称句型xuy 中的子串u是句型xuy的短语。
或:句型语法树的全部子树的叶从左到右排列起来构成的符号串均是句型的短语。
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解答:从文法的开始符号开始,根据给定的输入串并按照文法的产生式一步一步的向下进行直接推导,试图推导出文法的句子,使之与给定的输入串匹配。
自底向上的语法分析方法的基本思想是什么?
解答:从给定的输入串(终结符串)开始,根据文法的规则一步一步的向上进行直接归约,试图归约到文法的开始符号。
解答:句子——设G是一个给定的文法,S是文法的开始符号,如果S x(其中x∈VT*),则称x是文法的一个句子。
语言——语言是句子的集合。
或——为:L(G)={x│Sx,x∈VT*} 。
DFA与NFA有何区别 ?
解答:DFA与NFA的区别表现为两个方面:一是NFA可以有若干个开始状态,而DFA仅只有一个开始状态。另一方面,DFA的映象M是从K×∑到K,而NFA的映象M是从K×∑到K的子集,即映象M将产生一个状态集合(可能为空集),而不是单个状态。
解答: 通常一个编译程序中应包含词法分析,语法分析,语义分析与中间代码生成,代码优化,目标代码生成以及表格处理和出错处理等七个部分。
32)如果编译程序生成的目标程序是汇编语言程序,则源程序的执行分为哪三个阶段?
解答: 源程序的执行分为三个阶段: 编译阶段,汇编阶段和运行阶段。
33)翻译程序是这样一种程序,它能够将用什么转换成与其等价的用乙语言书写的程序?
.名词解释:
1)前缀
答:前缀——是指符号串任意首部。
2)可归前缀
答:可归前缀——是指规范句型的一个前缀,这种前缀包含句柄且不含句柄之后的任何符号。
3)活前缀
答:活前缀——规范句型的一个前缀,这种前缀不含句柄之后的任何符号。
或给定文法规范句型的可归前缀的任意首部。
解答:词法分析器的任务是对构成源程序的字符串从左到右逐个字符逐个字符地进行扫描,依次把它们识别为一个一个具有独立意义的单词,并确定其属性,再转换为长度统一的属性字并输出。
16)常用的中间语言种类有哪几种?
解答: 常用的中间语言种类有逆波兰表示、三元式、四元式和树形表示。
17)文法G所描述的语言是什么的集合?
解答: 不正确。
把汇编语言程序翻译成机器可执行的目标程序的工作是由什么完成的?
解答: 由汇编器(汇编程序)完成的。
14)图示运行时存储空间的划分(分为哪几个区)。
解答: 一般分为静态区和动态区:
程序代码区、静态数据区、栈区和堆区
15)词法分析的主要任务是什么?
解答: 是局限于一个基本块范围内的一种优化。
27)文法等价的定义是什么?
解答: 设G1和G2是给定的文法,如果有L(G1)= L(G2),则称G1与G2等价。
28)在语法分析处理中,FIRST集合、FOLLOW集合、SELECT集合均是什么集合?
解答: 均是终结符集。
29)通常一个编译程序中应包括哪七个部分?
答:对于文法的每个产生式都配备了一组属性的计算规则,称为语义规则。
17)语法分析
答:语法分析——按文法的产生式识别输入的符号串是否为一个句子的分析过程。
18)四元式
答:四元式——是一个带有四个域的记录结构,这四个域分别称为操作符域、左运算对象域、右运算对象域及运算结果域。
二.简答题:
什么是句子? 什么是语言?
37)写一个文法,使其语言是无符号二进制实数(不含指数)。
解答:文法G(N):
N→L.L|L
L→LB|B
B→0|1
解答:能够将用甲语言书写的程序转换成与其等价的用乙语言书写的程序。
34)说明下面文法G[S]是二义性文法:S→SaS|SbS|cSd|eS|f
解答:fafbf是文法G[S]的一个句子,并且有两个不同的最右推导。
(1)S => SaS => SaSbS => SaSbf=> Safbf=> fafbf
解答:常见的两种动态存贮分配策略是栈式动态分配策略和堆式动态分配策略。
24)常用的参数传递方式有哪三种?
解答:常见的参数传递方式有传地址、传值和传名三种方式。
25)语法分析的任务是什么?
解答:语法分析的任务是识别给定的终结符串是否为给定文法的句子。
26)局部优化是局限于一个什么范围内的一种优化?
12)语法制导翻译
答:语法制导翻译——语法制导翻译就是在语法分析的过程中,当进行推导或归约时同步完成附加在所使用的产生式上的语义规则描述的动作,从而实现语义处理。
13)后缀式
答:后缀式——一种把运算量(操作数)写在前面,把算符写在后面(后缀)的表示法。
14)短语
答:短语——设G[Z]是给定文法,w=xuy∈V+,为该文法的句型,如果满足下面两个条件:
解答:是由文法的开始符号推出的所有终结符串的集合。或说是句子的集合。
18)乔姆斯基把文法分为四种类型,即0型、1型、2型、3型。其中2型文法叫什么?
解答: 2型文法叫上下文无关文法。
19)编译程序是一种解释程序吗?还是什么程序?
解答:编译程序是一种翻译程序。
20)按逻辑上划分,编译程序第二步工作是什么?
4)简单短语
答:简单短语——设G[Z]是给定文法,w=xuy∈V+,为该文法的句型,如果满足下面两个条件:
① Z xUy; ② Uu;
则称句型xuy 中的子串u是句型xuy的简单短语。
5)扫描遍
答:扫描遍——指编译程序对源程序或中间代码程序从头到尾扫描一次。
9)非终结符
答:非终结符—出现在文法产生式的左部且能派生出符号或符号串的那些符号称为非终结符号。
10)终结符
答:终结符——出现在文法产生式的右部且不能派生出符号或符号串的那些符号称为终结符号。
11)属性文法
答:一个属性文法形式的定义为一个三元组AG,AG=(G,V,E)。
其中G为一个上下文无关文法;V为属性的有穷集;E为一组语义规则。
解答: 编译程序第二步工作是语法分析。
21)源程序是用高级语言编写的,目标程序是机器语言程序或汇编语言程序 ,则其翻译程序称为什么?
解答: 其翻译程序称为编译程序。
22)编译方式与解释方式的根本区别为什么?
解答:编译方式与解释方式的根本区别在于是否生成目标代码。
23)常见的动态存贮分配策略有哪两种?
(2)S => SbS => Sbf=> SaSbf => Safbf=> fafbf
因此说明此文法有二义性。
35)在属性文法中,综合属性与继承属性是如何传递信息的?
解答: 综合属性用于自下而上传递信息,继承属性用于自上而下传递信息。
36)代码优化的主要目标是什么?
解答: 代码优化的主要目标是如何提高目标程序的运行速度和如何减少目标程序运行时所需的空间。
解答: 接收以单词为单位的输入。
若一个文法是递归的,则它所产生的语言的句子是可枚举的吗?
解答: 它所产生的语言的句子不是可枚举的,而是无穷多个。
编译程序生成的目标程序是不是一定是机器语言的程序?
解答:不一定是机器语言的程序。
词法分析器是用于做什么的?
解答:词法分析器是用于识别单词的。
“用高级语言书写的源程序都必须通过编译,产生目标代码后才能投入运行”这种说法正确吗?
6)句柄
答:句柄——给定句型中的最左简单短语就是句柄。
7)句型
答:句型——设G是一个给定的文法,S是文法的开始符号,如果Sx(其中x∈V*),则称x是文法的一个句型。
8)句子
答:句子——设G是一个给定的文法,S是文法的开始符号,如果S x(其中x∈VT*),则称x是文法的一个句子。
① Z xUy; ② U u;
则称句型xuy 中的子串u是句型xuy的短语。
或:句型语法树的全部子树的叶从左到右排列起来构成的符号串均是句型的短语。
15)基本块
答:基本块——源程序或者中间代码程序中只有一个入口和一个出口的顺序执行的代码段。
16)语义规则
一个上下文无关文法G包括哪四个组成部分?
解答:一组非终结符号,一组终结符号,一个开始符号,以及一组产生式。
在自底向上的语法分析方法中,分析的关键是什么?
解答:关键是寻找句柄。
在自顶向下的语法分析方法中,分析的关键是什么?
解答:关键是选择候选式。
编译程序中语法分析器接收以什么为单位的输入?