编译原理第三版 第一章 引论PPT教学课件

✓ 数据库查询解释器。 数据库查询由一些谓 词组成，这些谓词由包含关系运算的布尔 表达式组成，可以被解释执行,也可以被编 译成搜索数据库的命令
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针对计算机体系结构的优化
计算机体系结构的迅速演化引起对新的编译器 技术的需要 ✓ 并行编译
编译器重新整理指令，使得指令级并行更有效。 编译器从传统的串行程序自动生成并行代码，使之
运行于多处理器上
✓ 内存分层
编译器优化历来集中在优化处理器的执行上，但是 现在更强调要使内存分层更有效
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新计算机体系结构的设计
✓ 现在计算机系统的性能不仅仅取决于它的原 始速度，还取决于编译器是否能生成充分利 用其特征的代码。
✓ 在现代计算机体系结构的研究中，在处理器 的设计阶段就开发编译器，并将编译生成的 代码在模拟器上运行，以评价拟采用体系结 构的特征。
单词类型 保留字 标识符 界符 标识符 算符(赋值) 标识符 算符(加) 整数 界符
单词值 int a ; a = a + 2 ；
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2、语法分析（Syntax analysis）
➢ 语法分析程序又称识别程序。
➢ 功能是：读入由词法分析程序识别出的 符号，根据给定语法规则，识别出各个 语法单位（如：短语、子句、语句、程 序段、程序）,并生成另一种内部表示。
特点：逐条语句地分析和执行，不生成目标程 序。如：Basic，Prolog。
✓ 优点：易于查错 ✓ 不足：效率低，运行速度慢
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编译程序
编译程序是把用高级语言编写的源程序转换成 低级语言（如汇编语言或机器语言）表示的目 标程序的一种语言翻译程序。
特点：对整个程序进行分析，翻译成等价的目 标程序后执行。如：Pascal，Fortran，C
词法分析程序又称扫描程序。 是编译过程的第一个阶段，其任务是：读
源程序的字符流、识别单词（如标识符、 整数、界限符等），并转换成内部形式。 输入：源程序中的字符流 输出：等长的内部形式，即属性字。
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举例
例：一个C源程序片段：
int a; a=a+2; 词法分析后返回(如右图)：
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5. 编译技术的应用
高级程序设计语言的实现。
✓ 每一轮编程语言新特征的出现都刺激编译 器优化的新研究。
✓ 有效的编译器寄存器分配技术，使C语言 的register关键字控制变得没有必要了。
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程序翻译
✓ 二进制翻译。 编译器技术可用于把一种机 器的二进制代码翻译成另一种机器的代码， 以运行原先为别的指令集编译的代码
《Compilers： Principles, Techniques, &Tools 》 Alfred V.
Aho等著 机械工业出版社。
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第一章 引论
本章要点
什么叫编译程序 编译过程概述 编译程序的结构 编译程序的生成
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1.1 什么是编译程序
I:实现语言 implementation language
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Java语言处理器
Java语言处理器结合了编译和解释过程。一个 Java源程序首先被编译成一个称为字节码的中间表 示形式，然后由一个虚拟机对字节码解释执行。
源程序
翻译器
中间程序 输入虚拟机输出✓好处：一台机器上得到的字节码可以在另一台 机器上解释执行。
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提高软件开发效率的工具
源于编译器中代码优化技术的程序分析 一直在改进软件开发效率。
✓ 类型检查 类型检查是一种捕捉程序中前后不一致的 成熟而有效的技术
✓ 边界检查 数据流分析技术可用来定位缓冲区溢出
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1.2 编译过程概述
1、词法分析(Lexical analysis)
✓ 优点：只需分析和翻译一次。 ✓ 不足：在运行中发现的错误必须查找整个程序
确定。
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图示
高级语言编 写的程序 （源程序）
编译程序
低级语言程序 （目标程序）
有时用T形图来表示编译程序涉及的三个语言
SO
I
S:源语言(程序) Source language(program)
O:目标语言(程序) target/objectlanguage(program)
程序设计语言
编译原理
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课程简介
课程性质
是计算机科学与技术专业的一门重要专业课。
基本要求
透彻地理解和掌握编译程序的概念、原理、常用主要 算法和技巧。
并具有编制、调试简单编译程序的能力。 了解编译技术的最新发展和研究方向。
参考书
《编译原理》 吕映芝、张素琴，清华大学出版社。
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4.编译技术的发展
➢ 20世纪60年代起，出现自展技术（用被编译 的语言来书写该语言自身的编译程序）。
➢ 1971年，PASCAL的编译程序用自展技术生成 后，其影响越来越大。
➢ 至今已形成一套比较成熟、系统的理论与方 法及开发环境，但并行编译、嵌入式应用的 交叉编译等仍在研究和发展中。
计算机上运行的所有软件都是用某种程序设计 语言编写的。
程序设计语言编写的程序可以运行之前，首先 需要被翻译成一种能被计算机执行的形式。完 成这项翻译工作的软件系统称为语言处理程序。
常用的语言处理程序有两种：解释程序和编译 程序。
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解释程序
定义：解释程序是边解释边执行源语言程 序，不产生目标语言程序的一种语言转换 系统。
的部分就能改变目标机。
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4.编译技术的发展
➢ 第一个编译程序出现在20世纪50年代早期， 多是将算术公式翻译成机器代码。
➢ 20世纪50年代中期，出现了FORTRAN等一批 高级语言，相应的一批编译系统开发成功。
➢ 20世纪50年代末，提出并研制编译程序的编 译程序，即编译程序的自动生成工具（LEX， YACC等）。
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3.编译程序的分类
依据编译程序的不同用途和侧重可对其分 类为:
✓ 诊断型编译程序-帮助程序开发和调试。 ✓ 优化型编译程序-提高目标代码效率。 ✓ 交叉型编译程序-编译程序产生不同于宿主机的机器代
码，即A机器上运行的编译程序生成B机器的机器代码。
✓ 可变目标型编译程序-不重写编译程序中与机器无关