编译原理 第一章 编译程序基本概念
编译原理复习材料
(4) 所谓传名是在进入调用段之前不对实在参数预先进行计值，而 是过程中每当使用到相应的形参时才对它实行计值。因序),每当过程体中使用到相应 形参时就调用这个子程序。 因此，过程体执行y:=y+1;语句，实现时处理成为： a=a+1; 过程体执行z:=z+x;语句，实现时处理成为： a=a+(a+b); 执行上述两语句后，a的值是 9。因此，程序执行后输出 a的值是 9。 综上所述程序执行时a的输出： (1)传值：2 (2)传地址：8 (3)得结果：7 (4)传名：9 5、几个基本概念 考虑一个有穷字母表∑字符集,其中每一个元素称为一个符号,∑上的
程序是由函数或过程构成的，程序的任务是通过函数或过程之间的 协作（相互调用）l来完成的，函数或过程的调用有以下4种方式：传地 址（call-by-reference）、得结果（call by result）、传值（call-byvalue）和传名（call by name）。 定义函数Swap，其中M、N是形式参数，简称形参。 Void Swap(int M，int N) { int t; t=N; N=M; M=t; } 函数调用： Swap（I,J）；其中I和J是实在参数，简称实参。下面我们以下面的 程序为例分别讨论4种参数传递的方式。
（2）这种类型的数据对象可以具有的值； （3）可以作用于这种类型的数据对象的操作。 一个程序语言必须提供一定的初等数据类型，包括这些数据类型上能 进行的运算的定义。不同的语言含有不同的初等数据成分。常见的初等 数据类型有： （1）数值类型：整型、实型、复数、双精度， 运算：+，-，*，/等 （2）逻辑类型：布尔运算：∨，∧，┑ （3）字符类型：符号处理 （4）指针类型：指针式把内存地址作为其值的数据类型，通过指针可 以操作内存空间。 程序语言中的各种名字都是用标识符表示的。标识符是指由字母、 下划线和数字组成的，以字母或下划线为开头的一个字符串。名字和标 识符在形式上难于区别，标识符是一个没有意义的的字符序列，而名字 则有明确的意义和属性。用计算机术语来说，每个名字可看成是代表一 个抽象的存储单元，这个单元可含有一位、一字节或相继的多个字节。 该单元的内容则被认为是名字的值。仅把名字看成代表一定的存储单元 还是不够的，我们还必须同时指出它的属性（数据类型）。只有指定了 属性的存储单元，其值才是可以理解的。 一个名字的属性包括类型和作用域。名字的类型决定了它能具有什 么样的值， 值在计算机内部的表示方式，以及对它能施加什么运算。 名字的作用域规定了它的值的存在范围。 除了初等数据类型外，有些语言还提供了由初等数据构造复杂数据 的手段。常见的复杂数据类型有： （1）数组。一个数组是由同一类型数据所组成的某种n维矩形结 构。数组在内存中占有一块连续的空间，系统采用基地址加偏移量的方 式来访问数组元素。 （2）记录。从逻辑上讲，记录是由已知的数据组合起来的一种结 构。一个记录通常含有若干个分量，每个分量称为记录的一个栏（或域 field）。每个分量都是一个确定类型的数据，不同的分量的数据类型可 以不同。 （3）字符串、表格、栈和队列。 （4）抽象数据类型。抽象数据类型封装了数据和操作，在面向对象 程序设计语言中，Ada通过程序包（package）提供了数据封装的支持， Smalltalk、C++和Java语言则通过类（class）对抽象数据类型提供支 持。 4、函数调用的方式
编译原理课程设计教案
编译原理课程设计教案第一章：编译原理概述1.1 编译器的作用与重要性解释编译器将高级语言程序转换为机器语言程序的过程强调编译器在软件开发中的关键角色1.2 编译原理的基本概念介绍编译程序的基本组成部分，如词法分析器、语法分析器、语义分析器、中间代码器、目标代码器和代码优化器等解释源程序、目标程序和中间代码的概念1.3 编译过程的阶段详细介绍编译过程的各个阶段，包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码、代码优化和目标代码强调每个阶段的目标和重要性第二章：词法分析2.1 词法分析的基本概念解释词法分析器的任务和作用介绍词法单位的概念，如标识符、关键字、常量和符号等2.2 词法分析的技术和方法介绍词法分析常用的技术和方法，如有限自动机、正则表达式和词法规则等解释词法分析过程中的扫描线和词法单元的产生过程2.3 词法分析器的实现介绍如何实现一个简单的词法分析器，包括词法规则的定义和词法分析器的构造提供相关的编程练习，让学生通过编写代码实现基本的词法分析功能第三章：语法分析3.1 语法分析的基本概念解释语法分析器的任务和作用介绍语法规则和语法树的概念3.2 语法分析的技术和方法介绍语法分析常用的技术和方法，如递归下降分析法、LL分析法、LR分析法等解释语法分析过程中的分析表和状态机的概念3.3 语法分析器的实现介绍如何实现一个简单的语法分析器，包括语法规则的定义和语法分析器的构造提供相关的编程练习，让学生通过编写代码实现基本的语法分析功能第四章：语义分析4.1 语义分析的基本概念解释语义分析器的任务和作用介绍语义规则和语义错误的概念4.2 语义分析的技术和方法介绍语义分析常用的技术和方法，如类型检查、上下文无关文法分析、语义规则等解释语义分析过程中的语义规则和语义冲突的解决方法4.3 语义分析器的实现介绍如何实现一个简单的语义分析器，包括语义规则的定义和语义分析器的构造提供相关的编程练习，让学生通过编写代码实现基本的语义分析功能第五章：中间代码5.1 中间代码的基本概念解释中间代码器的任务和作用介绍中间代码的概念和中间代码的原则5.2 中间代码的技术和方法介绍中间代码的常用技术和方法，如三地址代码、静态单赋值代码等解释中间代码过程中的基本规则和操作符的转换5.3 中间代码器的实现介绍如何实现一个简单的中间代码器，包括中间代码的定义和中间代码器的构造提供相关的编程练习，让学生通过编写代码实现基本的中间代码功能第六章：代码优化6.1 代码优化的基本概念解释代码优化器的任务和作用介绍代码优化的目标和常见的优化技术6.2 常见代码优化技术详细介绍各种代码优化技术，如常量折叠、死代码消除、循环优化、表达式简化等强调优化技术对提高程序性能的重要性6.3 代码优化器的实现介绍如何实现一个简单的代码优化器，包括优化规则的定义和代码优化器的构造提供相关的编程练习，让学生通过编写代码实现基本的代码优化功能第七章：目标代码7.1 目标代码的基本概念解释目标代码器的任务和作用介绍目标代码的概念和目标代码的原则7.2 目标代码的技术和方法介绍目标代码的常用技术和方法，如寄存器分配、指令调度等解释目标代码过程中的基本规则和操作符的转换7.3 目标代码器的实现介绍如何实现一个简单的目标代码器，包括目标代码的定义和目标代码器的构造提供相关的编程练习，让学生通过编写代码实现基本的目标代码功能第八章：调试技术8.1 调试技术的基本概念解释调试器的作用和重要性介绍调试过程中的常见问题和调试技术8.2 调试器的结构和原理详细介绍调试器的结构和原理，如断点、单步执行、查看变量等功能强调调试技术对发现和修复程序错误的重要性8.3 调试器的实现介绍如何实现一个简单的调试器，包括断点的设置、单步执行、变量查看等功能提供相关的编程练习，让学生通过编写代码实现基本的调试功能第九章：编译器性能评价9.1 编译器性能评价的基本概念解释编译器性能评价的目的和方法介绍编译器性能评价的指标和评价方法9.2 编译器性能评价的指标和评价方法详细介绍编译器性能评价的指标，如执行速度、内存占用、编译时间等介绍常用的编译器性能评价方法和工具9.3 编译器性能评价的实践介绍如何进行编译器性能评价的实践，包括评价指标的选取和评价方法的实施提供相关的实践练习，让学生通过实际操作评价编译器的性能第十章：编译原理应用与发展趋势10.1 编译原理在软件开发中的应用介绍编译原理在软件开发中的应用领域，如解释器设计、即时编译、程序分析等强调编译原理在提高程序性能和开发效率方面的重要性10.2 编译原理的研究现状与未来发展介绍编译原理研究领域的前沿技术和最新研究成果探讨编译原理未来的发展趋势和挑战10.3 编译原理在实践中的应用案例分析分析编译原理在实际项目中的应用案例，如开源编译器项目、商业编译器产品等引导学生思考如何将编译原理应用于实际工程实践中的问题重点和难点解析重点环节一：编译器的作用与重要性编译器作为程序设计语言和计算机硬件之间的桥梁，其作用不可忽视。
编译原理课后习题答案+清华大学出版社第二版
用以引用非局部（包围它的过程）变量时，寻找该变量的地址。 DL： 动态链，指向调用该过程前正在运行过程的数据段基地址，用以过程执行结束释放
数据空间时，恢复调用该过程前运行栈的状态。 RA： 返回地址，记录调用该过程时目标程序的断点，即调用过程指令的下一条指令的地
编译程序大致有哪几种开发技术？
答案：
（1）自编译：用某一高级语言书写其本身的编译程序。 （2）交叉编译：A 机器上的编译程序能产生 B 机器上的目标代码。 （3）自展：首先确定一个非常简单的核心语言 L0，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 L0⊂ L1 ,并用 L0 编写 L1 的编译程序 T1，再把语 言 L1 扩充为 L2，有 L1 ⊂ L2 ,并用 L1 编写 L2 的编译程序 T2，……，如此逐步扩展下 去， 好似滚雪球一样，直到我们所要求的编译程序。 （4）移植：将 A 机器上的某高级语言的编译程序搬到 B 机器上运行。
(main).
答案： 程序执行到赋值语句 b∶=10 时运行栈的布局示意图为：
1
《编译原理》课后习题答案第二章
第 3题 写出题 2 中当程序编译到 r 的过程体时的名字表 table 的内 容。
name
kind
level/val
adr
size
答案：
题 2 中当程序编译到 r 的过程体时的名字表 table 的内容为：
盛威网（）专业的计算机学习网站
2
《编译原理》课后习题答案第一章
合实现方案，即先把源程序翻译成较容易解释执行的某种中间代码程序，然后集中解释执行 中间代码程序，最后得到运行结果。
程序设计语言编译程序构造的基本原理和基本实现技术概要
集成化的程序设计环境
五.编译程序生成
以汇编语言和机器语言为工具
优点:
可以针对具体的机器，充分发挥计 算机的系统功能。生成的程序效率高。 缺点: 程序难读、难写、易出错、难维护、 生产的效率低。
五.编译程序生成
高级语言书写
S I S 源程序
T I 实现语言
T 目标程序
优点: 程序易读、易理解、容易维护、 生产的效率高。 缺点: 难以充分发挥计算机的系统功能， 生成的程序效率低。
PROCEDURE INCWAP(M，N:INTEGER); LABEL START; VAR K:INTEGER; BEGIN START: K:=M+1; 表 0.1 符号名表 SNT M:=N+4; NAME INFORMATION N:=K; END. M 形式参数，整 型，值参数 N 形式参数，整 型，值参数 K 整型，变量
NAME INFORMATION (1) INCWAP 二目子程序, 入口四元式:1
PROCEDURE INCWAP(M，N:INTEGER); LABEL START; VAR K:INTEGER; BEGIN START: K:=M+1; M:=N+4; N:=K; 表 0.4 标号表 LT END. NAME INFORMATION (1) START 四元式:(4)
写出最后的译文。
二.
编译过程
编译程序的工作一般分为五个阶段:
词法分析 语法分析 中间代码产生 优化
目标代码产生
1. 词法分析
任务: 输入源程序，对构成源程序的字 符串进行扫描和分解，识别出一个个单 词符号。 依循的原则：构词规则 描述工具：有限自动机 FOR I := 1 TO 100 DO
编译原理第1章 概述
1.3 编译程序的生成
一、基本方法 1. 对源程序文本进行
认真分析（语法语 义理解） 2. 设计编译算法（前后 端、遍、算法等） 3. 选择语言，编制程序 4. 调试编译程序(测试） 5. 整理资料、形成文本
二.移植：将别的语言的编译移植过来 三. 自展：L0→L1+L0 →L2+L1+L0 → … →L 四. 编译程序的自动生成 1. 词法分析程序生成器－－－－LEX 2. 语法分析程序生成器－－－－YACC 3. 自动产生编译程序的工具 编译程序－编译程序 编译程序产生器 翻译程序脚本系统
随着并行技术和并行语言的发展，处理并行语言的并行 编译技术和将串行程序转换成并行程序的自动并行编译技术 正在深入研究之中。
优
码
程序
析
析
代 码
产
化
生 成
生
信息表管理程序
国防科技大学出版社 [3]杜淑敏著，编译程序设计原理、北京航空
航天大学出版社 [4]Aho ,编译原理技术工具（英文），1986 [5]形式语言与自动机理论（研究生教材）
第一章引论
1.1 什么是编译程序
编译程序是一种翻译程序，它将高级 语言所写的程序翻译成等价的机器语言 或汇编语言的目标程序。
源
编
其中的道理。 3、不得缺席：难学，自学花时间多 4、适当做笔记 5、意见反馈 6、作业：一定要独立完成
四、学时安排及评分标准
讲课42学时 12学时上机（词法、语法） 要交实验报告 考试占70% 平时占30%，{ 作业，考勤，实验} 只讲授部分章节
编译原理
编译原理第一章：1．编译程序是现代计算机系统的基本组成部分之一2．一个计算机系统中通常配置多个高级语言的编译程序3．在一个计算机系统中可为某些高级语言配置多个不同性能的编译程序4．编译程序是一种语言翻译程序，其功能是把一种语言编写的程序翻译成另一种语言的等价程序5．被编译的程序称为源程序，编译后的等价程序称为目标程序6．编译程序的任务就是将源语言程序翻译成等价的目标语言程序7．通常将编译过程分为六个阶段：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。
8．词法分析的主要任务是从左至右扫描字符序列，并按照此法规则识别出一个个的单词9．单词是指逻辑上紧密相连的一组字符，这些字符具有集体含义。
10．计算机语言中，单词的种类通常有保留字、标识符、数、算符、界符等11．语法分析的主要任务是：按照语言的语法规则，把词法分析所得的单词序列分解成各类语法成分。
12．词法分析和语法分析都是对源程序进行结构分析，但二者是有区别的。
13．语义分析的主要功能是审查源程序有无语义错误，伪代码生成阶段收集类型信息。
14．中间代码生成阶段的主要任务是，把源程序转换成一种中间代码15．中间代码是一种结构简单、含义明确的记号系统16．中间代码可以设计成多种形式，其设计原则有两点：一是容易生成，二是容易转换成目标代码17．代码优化的主要任务是对中间代码进行改造，使生成的目标代码更为高效18．目标代码生成阶段的任务是把中间代码转换成特定机器上的绝对指令代码或者可重定位的指令代码或者汇编指令代码19．在编译过程的每个阶段中都含有出错处理和表格管理的工作20．编译程序的结构可以按功能分为八个模块，即词法分析程序、语法分析程序、语义分析程序、中间代码生成程序、代码优化程序和目标代码生成程序，此外还有与上述每个阶段都有关系的出错处理程序和表格管理程序。
21．按照编译程序的工作主要是与源语言有关还是与目标机有关，编译过程也可前端和后端22．前端的工作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、中间代码生成以及每个阶段中的出错处理和表格管理工作，还包括代码优化阶段的部分工作23．后端的工作主要与目标机有关而与源语言无关，主要是代码生成及相关的出错处理和表格管理工作24．编译过程中，对源程序或者中间语言程序从头至尾扫描一次并完成相应工作的过程称为“一遍”或者“一趟”25．解释程序是另一种语言处理程序，其工作特点是边分析边执行，不生成目标代码。
编译原理教案
编译原理教案说明：一、参考书：1、陈意云、张昱：《编译原理》，高等教育出版社，2003年。
2、陈意云、张昱：《编译原理习题精选》，中国科技大学出版社，2003年。
3、吕映芝、张素琴、蒋维杜：《编译原理》，清华大学出版社，1998年第二版。
4、王生原、吕映芝、张素琴：《编译原理课程辅导》，清华大学出版社，2007年。
5、伍春香：《编译原理习题与解析》，清华大学出版社，2001年。
6、Andrew W.Appel：《现代编译原理—C语言描述》，人民邮电出版社，2005年。
7、Noam Nison等：《计算机系统要素》，电子工业出版社，2007年。
8、Randall Hyde：《编程卓越之道（第二卷）》，电子工业出版社，2007年。
二、教学目的：通过学习形式语言与自动机理论、词法分析、语法分析、语义分析、代码优化和生成等内容使学生掌握构造编译程序的基本原理和基本方法，并通过上机实习使学生进一步掌握开发应用程序的基本方法，为深入理解计算机系统、程序设计语言与开发大型应用程序打下良好的基础。
三、教学时数：课堂教学51学时，上机实验30学时。
四、授课内容：第一章编译程序概述第二章 PL/0编译程序的实现第三章文法和语言第四章词法分析第五章自顶向下语法分析方法第六章自底向上优先分析方法第七章 LR分析方法第八章语法制导翻译和中间代码生成第九章符号表第一○章目标程序运行时的存储组织第一一章代码优化第一二章代码生成第一章概述一、说明：1、教学目的与要求：了解编译程序的概念、结构以及工作流程。
2、主要内容：什么是编译程序、编译过程概述、编译程序的结构、编译阶段的组合、编译技术和软件工具以及实例分析。
3、教学重点：编译程序的结构以及每一阶段的任务。
4、教学难点：理解编译程序各模块的判错功能、编译方式和解释方式执行速度上的不同。
二、教学内容第一节编译程序1、机器语言：直接用计算机能够识别的二进制代码指令来编写程序的语言。
编译原理基本概念
编译原理基本概念1．编译程序编译程序是⼀种翻译程序，它将⾼级语⾔所写的源程序翻译成等价的机器语⾔或汇编语⾔的⽬标程序。
2．词法分析（Lexical analysis或Scanning）和词法分析程序（Lexical analyzer 或Scanner）词法分析阶段是编译过程的第⼀个阶段。
这个阶段的任务是从左到右⼀个字符⼀个字符地读⼊源程序，即对构成源程序的字符流进⾏扫描然后根据构词规则识别单词(也称单词符号或符号)。
词法分析程序实现这个任务。
词法分析程序可以使⽤lex等⼯具⾃动⽣成。
3．语法分析（Syntax analysis或Parsing）和语法分析程序（Parser）语法分析是编译过程的⼀个逻辑阶段。
语法分析的任务是在词法分析的基础上将单词序列组合成各类语法短语，如“程序”，“语句”，“表达式”等等.语法分析程序判断源程序在结构上是否正确.源程序的结构由上下⽂⽆关⽂法描述.4．语义分析（Syntax analysis）及中间代码⽣成语义分析是编译过程的⼀个逻辑阶段. 语义分析的任务是对结构上正确的源程序进⾏上下⽂有关性质的审查, 进⾏类型审查.例如⼀个C程序⽚断:int arr[2],b;b = arr * 10;源程序的结构是正确的.语义分析将审查类型并报告错误:不能在表达式中使⽤⼀个数组变量,赋值语句的右端和左端的类型不匹配.语义分析时，根据语句的含义，可对它进⾏翻译，⽤另⼀种语⾔形式（⽐源语⾔更接近于⽬标语⾔的⼀种中间代码或直接⽤⽬标语⾔）来描述这种语义。
5．代码优化代码优化的任务是对前阶段产⽣的中间代码进⾏等价变换或改造，以期获得更为⾼效的，即省时间和空间的代码。
6．⽬标代码⽣成⽬标代码的⽣成的任务是将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。
7．遍8．前端（Front－end）和后端（Back end）有时，常常把编译的过程分为前端(front end)和后端(back end)，前端由那样⼀些阶段组成：这些阶段的⼯作主要依赖于源语⾔⽽与⽬标机⽆关。
编译原理考试知识点复习
第一章：编译过程的六个阶段：词法分析，语法分析，语义分析，中间代码生成，代码优化，目标代码生成解释程序：把某种语言的源程序转换成等价的另一种语言程序——目标语言程序，然后再执行目标程序。
解释方式是接受某高级语言的一个语句输入，进行解释并控制计算机执行，马上得到这句的执行结果，然后再接受下一句。
编译程序：就是指这样一种程序，通过它能够将用高级语言编写的源程序转换成与之在逻辑上等价的低级语言形式的目标程序(机器语言程序或汇编语言程序)。
解释程序和编译程序的根本区别：是否生成目标代码第三章：Chomsky对文法中的规则施加不同限制，将文法和语言分为四大类：0型文法（PSG）◊ 0型语言或短语结构语言文法Ｇ的每个产生式α→β中：若α∈Ｖ*ＶNＶ*, β∈(ＶN∪ＶT)* ，则Ｇ是0型文法，即短语结构文法。
1型文法（CSG）◊ 1型语言或上下文有关语言在0型文法的基础上：若产生式集合中所有|α|≤|β|，除Ｓ→ε(空串)外，则Ｇ是１型文法,即：上下文有关文法另一种定义：文法G的每一个产生式具有下列形式：αAδ→αβδ，其中α、δ∈V*，A∈VN，β∈V+；2型文法（CFG）◊ 2型语言或上下文无关语言文法Ｇ的每个产生式A→α，若A∈ＶN ,α∈(ＶN∪ＶT)*，则Ｇ是２型法，即：上下文无关文法。
3型文法（RG）◊ 3型语言或正则(正规)语言若Ａ、Ｂ∈ＶN，ａ∈ＶT或ε，右线性文法：若产生式为Ａ→ａＢ或Ａ→ａ左线性文法：若产生式为Ａ→Ｂａ或Ａ→ａ都是３型文法（即：正规文法）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）非终结符进行替换规范推导：即最右推导。
规范句型：由规范推导所得的句型。
句子的二义性（这里的二义性是指语法结构上的。
）文法G[S]的一个句子如果能找到两种不同的最左推导(或最右推导)，或者存在两棵不同的语法树，则称这个句子是二义性的。
文法的二义性一个文法如果包含二义性的句子，则这个文法是二义文法，否则是无二义文法。
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
《编译原理》总复习-07级
《编译原理》总复习-07级第一章编译程序的概述（一）内容本章介绍编译程序在计算机科学中的地位和作用，介绍编译技术的发展历史，讲解编译程序、解释程序的基本概念，概述编译过程，介绍编译程序的逻辑结构和编译程序的组织形式等。
（二）本章重点编译（程序），解释（程序），编译程序的逻辑结构。
（三）本章难点编译程序的生成。
（四）本章考点全部基本概念。
编译程序的逻辑结构。
（五）学习指导引论部分主要是解释什么是编译程序以及编译的总体过程。
因此学习时要对以下几个点进行重点学习：翻译、编译、目标语言和源语言这几个概念的理解；编译的总体过程：词法分析，语法分析、语义分析与中间代码的生成、代码优化、目标代码的生成，以及伴随着整个过程的表格管理与出错处理。
第三章文法和语言课外训练（一）内容本章是编译原理课程的理论基础，主要介绍与课程相关的形式语言的基本概念，包括符号串的基本概念和术语、文法和语言的形式定义、推导与归约、句子和句型、语法分析树和二义性文法等定义、文法和语言的Chomsky分类。
（二）本章重点上下文无关文法，推导，句子和句型，文法生成的语言，语法分析树和二义性文法。
（三）本章难点上下文无关文法，语法分析树，文法的分类。
（四）本章考点上下文无关文法的定义。
符号串的推导。
语法分析树的构造。
（五）学习指导要构造编译程序，就要把源语言用某种方式进行定义和描述。
学习高级语言的语法描述是学习编译原理的基础。
上下文无关文法及语法树是本章学习的重点。
语法与语义的概念；程序的在逻辑上的层次结构；文法的定义，文法是一个四元组：终结符号集，非终结符号集，开始符号、产生式集；与文法相关的概念，字符，正则闭包，积（连接），或，空集，产生式，推导，直接推导，句子，句型，语言，最左推导，最右推导（规范推导）；学会用文法来描述语言及通过文法能分析该文法所描述的语言；语法树及二义性的概念、能通过画语法树来分析一个文法描述的语言是否具有二义性；上下文无关文法的定义和正规文法的定义，能判断一个语言的文法是哪一类文法。
编译原理模拟题
目标代码生成：将中间代码转换成等价的目标代码。
1.3编译程序的生成方法有哪些？
参考答案：
(1)手工编写编译程序
(2)自编译
(3)自动生成编译程序
(4)移植
1.4画出编译程序总框。
参考答案见教材第4页图1.5。
1.5描述词法规则、语法规则、语义规则各使用哪些描述工具？
(2)判断abc、（（（abc））是否为L（G）的句子，说明理由。
(3)画出句型（（E））的语法树，写出其短语、直接短语和句柄。
2.3设有文法G[A]:
A a|b|e|A0|A1
（1）试问 分别由哪些符号组成？
（2）下列符号串a,a0,a0e01,0a,e111,e0011是否为该文法的句子？
（3）写出文法G1[A]产生的语言
2.直接推导、推导、句型、短语、直接短语、句柄、句子等重要概念；
3.为给定语言构造文法；
4.二义文法的判定。
（三）本章练习题和思考题
2.1写文法G1,G2,分别产生语言:
(1)L(G1)={ambn｜m＞0，n.≥0}。
(2)L(G2)={bmabm|m≥0}。
2.2设文法G为：E→（E）｜abc
(1)写出文法G所定义的语言L（G）。
第三章词法分析与有穷自动机
（一）本章学习目标
1.理解词法分析器的功能及单词符号及输出单词的形式；
2.熟练掌握正规式与有穷自动机的定义形式；
3.熟练掌握有NFA到DFA的转换及DFA的确定化；
3.熟练掌握正规式与有穷自动机的等价性及其相互转换方法；
4.熟练掌握正规文法与有穷自动机的定义形式；
5.熟练掌握正规文法与有穷自动机的等价性及其相互转换方法；
编译原理部分课后答案,仅供参考
第一章编译程序概述1.1 什么是编译程序编译程序是现代计算机系统的基本组成部分之一，而且多数计算机系统都含有不止一个高级语言的编译程序。
对有些高级语言甚至配置了几个不同性能的编译程序。
1.2编译过程概述和编译程序的结构编译程序完成从源程序到目标程序的翻译工作，是一个复杂的整体的过程。
从概念上来讲，一个编译程序的整个工作过程是划分成阶段进行的，每个阶段将源程序的一种表示形式转换成另一种表示形式，各个阶段进行的操作在逻辑上是紧密连接在一起的。
一般一个编译过程划分成词法分析、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,这是一种典型的划分方法。
事实上，某些阶段可能组合在一起，这些阶段间的源程序的中间表示形式就没必要构造出来了。
我们将分别介绍各阶段的任务。
另外两个重要的工作：表格管理和出错处理与上述六个阶段都有联系。
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；如果编译过程中发现源程序有错误，编译程序应报告错误的性质和错误发生的地点，并且将错误所造成的影响限制在尽可能小的范围内，使得源程序的其余部分能继续被编译下去，有些编译程序还能自动校正错误，这些工作称之为出错处理。
图1.3表示了编译的各个阶段。
图1.3 编译的各个阶段1.3 高级语言解释系统为了实现在一个计算机上运行高级语言的程序,主要有两个途径：第一个途径是把该程序翻译为这个计算机的指令代码序列，这就是我们已经描述的编译过程。
第二个途径是编写一个程序，它解释所遇到的高级语言程序中的语句并且完成这些语句的动作，这样的程序就叫解释程序。
从功能上说，一个解释程序能让计算机执行高级语言。
它与编译程序的主要不同是它不生成目标代码，它每遇到一个语句，就要对这个语句进行分析以决定语句的含义，执行相应的动作。
右面的图示意了它的工作机理第二章：PL/0编译程序问答第1题PL/0语言允许过程嵌套定义和递归调用，试问它的编译程序如何解决运行时的存储管理。
编译原理(第1章)
翻译程序
机器只能理解和执行机器语言．高级语言需转换成机器 语言才能执行．如何转换？
▪ 翻译 ▪ 解释
翻译程序：是指能够把某种语言的程序（源语言程序） 转换成另一种语言的程序（目标语言程序），而后者 与前者在逻辑上是等价的。
为什么要学习编译原理
编译程序构造是计算机学科中一个非常成功 的分支，也是最早获得成功的分支；
编译原理蕴涵着计算机学科中解决问题的思 路、抽象问题和解决问题的方法;
编译原理课程的学习有利于加深对程序语言 的理解,可以帮助你更加快速的掌握新的语 言工具;
课程中包含了很多软件技术,程序设计语言 编译程序构造的基本原理和实现方法是软 件的核心技术之一,这对于以后从事软件设 计是很有帮助的.
第一种情况：
初始数据
编
源程序
译 程
高级语言 序
程序
机器语言 目标程序
运行系统
结果
编译阶段
运行阶段
编译原理
18
第二种情况：
初始数据
编
源程序
译 程
高级语言 序
程序
编译阶段
汇编 汇 语言 编 目标 程 程序 序
机器 语言 目标 程序
结果
运行系统
汇编阶段
运行阶段
编译原理
19
1.2 编译程序的基本结构
例：将英文句子 “I wish you success ” 翻译成中文句子的大致过程是：
例如 float r，h，s；
s = 2*3.1416*r*(h＋r);
编译原理
28
单词符号串 s=2*3.1416 * r *(h＋r) 中，“s” 是<变量>，单词符号串
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b := a+2*5 :=
b
a
+
* 2 5
或
⑴( *
2
5 t1
t1 ) t2 )
⑵( + a
⑶ ( := t2 _
b)
4． 优化 ：提高目标程序质量的工作 ；
例: b := a+2*5
经 常数合并，可分别获得优化后的中间代码如下图所示：
:=
b a + *
⑴( * 2
⑵( + a
5
t1
t1 )
t2 )
编译原理
如何让计算机 认识、理解 和 执行 高级程序设计语言 ？
2012年9月
关 于：
•课程名称： 编译原理、编译方法、编译技术。… •课程地位： 操作系统、编译系统和数据库系统 •课程特点： 计算机中三大系统软件.
⒈
⒉
⒊
⒋
知识性— 形式语言和自动机作为本课程的两大 理论基础；二者也具有典型的应用技术; 系统性— 从词法、句法、语义直到目标生成， 构成了语言翻译的完整体系; 趣味性— 关于语言处理的一些经典算法和实现 技术，可以享受获取软件设计方法的乐趣。 应用性— 编译技术可广泛应用于文本编辑、信 息检索、模式识别以及机器翻译等各个领域。
2
:=
5
⑶ ( := t2 _
b)
⑴( + a
10 _
t2 ) b)
b
a
+
10
⑵ ( := t2
5． 目标代码生成 ： 产生计算机可识别的语言 ；
通常，是把中间语言转换成目标代码，
如：
⑴( + a
10
t2 )
⑵ ( := t2 _
目标代码：
b)
① LD R, a ② ADD R, 10 ③ ST R, b
【机器翻译】是指利用计算机把一种自然语言 翻译成另一种自然语言。 汉英 辞典
与知 【例1.1】我们用树叶和颜料能够制作美丽的图画。 识库 翻译 Ⅰ. 词法分析： r( ) p( ) n( ) c( ) n( ) u( ) v( ) a( ) n( ). 过程 Ⅱ. 句法分析： Ⅲ. 语义分析： Ⅳ. 优化处理：… Sp 制作（make） 语义网 我们 (we) < 施事 > Sbj Prd Obj <受事> 图画(pictures) r Pp Vp Np <特征> 美丽(beautiful) p Np u v a n <材料> 树叶(leaves) n c n <并列> 颜料(paint) <格标> 用(with) 语 Ⅴ. 目标生成： 法 We can make beautiful pictures with leaves and paint. 树
b:=a+2*5
<常数> Ⅲ 5
的语法树
3．语义分析：分析各种语法成分的语义特征；
构建标识符的语义辞典---符号表：
符号表 名字 类型 种类 a i v b i v
地址
var a,b:integer; . . . b:=a+2*5;
数据区 a 的值 b 的值
构造语句的语义树---中间语言；
如:
2. 语法分析： 组词成句及语法错误检查
例： b := a + 2 * 5 的分析过程如下所示： 算术表达式的 层次结构 （ 生成的结果是一棵 语法树 )
<赋值语句> <变量> b := <项 > <因式> <变量> a
图 1.5 赋值语句
<表达式> + <项 > * <因式>
Ⅰ Ⅱ
<因式> <常数> 2
1.2
编译程序结构
编译程序总体结构如图1.4所示。
错 误 处 理 源 语 言
编译程序的 五个阶段：
词法 分析
语法 分析
语义 分析
优化 处理
代码 生成
目 标 语 言
单词串 TOKEN
语法树
符 号 表 管 理
语义树
优化 语义树
图 1.4
编 译 程 序 总 体 结 构 框 图
※ 编译程序与机器翻译的类比 ：
第1章
关于编译程序的基本概念
内容提要:
1.1
1.2 1.3 1.4
什么是编译程序?
编译程序逻辑结构 编译程序实现机制 编程过程实例 释 程 序 转换程序 高级语言2
Ⅱ.
编译程序 2 汇编语言 汇编程序
编译程序1
反编译程序
反汇编程序
Ⅲ.
图 1.1
机器语言 计算机
•
1.4
编译过程实例
例：Pascal程序片段 :
var a,b:integer; . . . b:=a+2*5;
编译过程如下：
单词类码
⒈ 词法分析：识别单词并分类
⑴ ⑵ ⑶ ⑷
关键字 标识符 常 数 界 符
(k) (i) (c) (p)
-----
var，integer ; a， b ； 2， 5 ； , ; : := +
【习题1.1 】
【习题1.1】什么是编译程序？什么是解释程序？ 二者的区别？ 【习题1.2】叙述编译程序的逻辑结构和实现机制。
谢谢收看！
再
见
1.3
编译程序的实现机制
遍：编译程序对源程序或等价程序从头至
尾扫描的次数。
根据语言和环境的不同，编译程序实现时是把 图1.2 中的各阶段划分成若干遍； 两遍 的编译程序： 第一遍 :词法分析 、语法分析和语义分析； 第二遍 :目标代码生成和目标代码优化。 每遍中的各阶段的工作是穿插进行的， 例如： 使语法分析器处于核心位置,而把词法分析器作为子 程序；当语法分析需要下一个单词时，就调用词法分析器， 识别一个单词。
计算机中语言的层次体系
1.1
什么是 编译程序？
编译程序(compiler)是一种翻译程序，
它特指把某种高级程序设计语言翻译成具 体计算机上的低级程序设计语言。
高级语言的执行过程 --两个阶段：
源语言 编译程序 编译阶段 图 1.2 数据 运 行 程 序 运行阶段
目标语言
结果
高级语言的执行过程
※ 什么是 解释程序?
R 为寄存器 三条指令分别为： 取、加 和 存 。
• 编译程序的理论基础
编译程序的构造，是一种语言处理工程，其理 论基础和技术基础主要有以下两个方面： 1. 形式语言【第2章】 计算机处理语言，首先应考虑语言的形式化、 规范化，使其具有可计算性和可操作性；形式语言 诞生于1956年，由chomsky创立。 2. 自动机【第3章】 自动机是一种语言模型，是语言的一种识别 工具，它与形式语言几乎同时诞生。 形式语言与自动机也是计算机专业的重要的基 础学科。
解释程序(interpreter)也是一种翻译程序，将某高 级语翻译成具体计算机上的低级程序设计语言;解释程序 的执行过成如图1.3 所示。 数据
一条源语句
图 1.3
解释程序 解释程序的执行过程
结果
编译程序与解释程序的主要区别: ⑴ 前者有目标程序而后者无目标程序； ⑵ 前者运行效率高而后者便于人机对话。