第二章计算机语言的实现PPT教学课件

main
printf hello
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2. 语法分析
分析单词序列； 识别语法结构；
标识符
查语法错误； 构造分析树；
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语句
表达式
；
函数调用
（ 表达式 ）
常数
字符串
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3. 语义分析
确认标识符的属性
类型、作用域等
语义检查
运算的合法性、取值范围等
子程序的静态绑定
代码存储的相对地址
变量的静态绑定
汇编指令代码 机器指令代码
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编译程序的结构
表格管理
词语语 法法义 分分分 析析析
中
目
间代标
代码代
码优码
生化生
成
成
错误处理
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其他模块
表格管理
辅助语法检查、语义检查 完成静态绑定、管理编译过程
错误处理
词法：拼写...
语法：语句结构、表达式结构...
语义：类型不匹配...
数据存储的相对地址
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4. 生成中间代码
中间语言
简单规范 机器无关 易于优化与转换
按照语法分析树生 成中间语言代码
运算指令 控制指令
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例: printf(“hello”)的翻 译（三地址代码）
x := s （赋值） param x （参数） call f （函数调用）
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3) 利用编译程序自动生成器
词法分析器的自动生成程序
词法规则说明 ＬＥＸ
输入： 词法（正规表达式） 识别动作（Ｃ程序段）
输出： yylex( ) 函数
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词法分析程序
(C程序)
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例2-1（2/2）
语义
year(年)、month(月)、day(日)
语义约束条件
0 < month.value < 13 0 < day.value < 32，31，30 0 < year.value < 10000
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2.4 编译程序的生成方法
设计目标 目标程序小，执行速度快。 编译程序小，执行速度快。 诊断能力强，可靠性强。 可移植性，可扩充性。
B机的C编译程序（CP2.EXE）。
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C 语言 CP1.C
B 代码
C 语言 CP1.C
B 代码
C语言 C语言
A目标 CP1.EXE
C编译
手
（A机）
写
可
执
1. 用 Ｃ语言编制Ｃ编译程序（CP1.C） 行
2. Ａ机器上编译该程序，得到（CP1.EXE)
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C 语言 CP1.C
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表示翻译程序的 T 型图
S
T
I
源语言
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翻译用 语言
目标语 言
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1）交叉编译
条件：
Ａ 机有 Ｃ 语言的编译程序
目的：
实现 Ｂ 机的 Ｃ 语言的编译
1. 用 Ｃ语言编制Ｃ编译程序（CP1.C）
2. Ａ机器上编译该程序，得到（CP1.EXE)
3. 在A机器上，运行CP1.EXE编译CP1.C，得到
第二章 计算机语言的实现
程序的解释执行
如：BASIC、DOS 命令，问题：效率低下
输入数据
源程序
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源程序
程序的编译执行
目标程序：
机器语言 汇编语言
编译程序 目标程序
输入数据
运行系统
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计算结果
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2.1 编译系统的需求分析
源程序的分析
词法、语法、语义
目标程序的综合
常见：
Turbo C/C++
Visual Studio for C/C++, Basic etc
JBuilder, BlueJ, NetBean
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2.3 编译技术的通用性
把复杂数据看作一条语句 数据格式的分析
利用词法分析、语法分析方法
数据处理的框架
基于语法制导的语义处理框架
编译技术可以用于各种复杂数据的分
A 机 可 执 行
C语言
B 代码
C 语言 CP1.C
B 代码
C 语言 CP1.C
B 代码 CP2.EXE B
机
CP1.EXE
可
执
行
3. 在A机器上，运行CP1.EXE编译CP1.ຫໍສະໝຸດ Baidu， 得到B机的C编译程序（CP2.EXE）。
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2) 编译程序的自展技术
1. 用汇编语言实现一个 Ｃ子集的编译程序 2. 用汇编程序处理该程序，得到CP1.EXE 3. 用 Ｃ子集编制 Ｃ语言的编译程序 4. 用CP1.EXE处理该程序，得到CP2.EXE
语句的翻译、代码生成
标识符与数据目标的绑定(binding)
变量： 存储单元 函数： 目标代码序列
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2.2 编译过程
自然语言的翻译过程：
I wish
you
success
主语 谓语 间接宾语 直接宾语
识别单词（拼写正确）、语法检查（顺序 格式）、
语义理解（合理）、组织译文（符合原文 、通顺）
析处理
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例2-1（1/2）
DOS 命令 date 的输出格式
例：9-2-1993、09-03-1993、9-03-93
语法
date → month - day - year
词法
month → DIG DIG | DIG day → DIG DIG | DIG year → DIG DIG | DIG DIG DIG DIG
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编译程序的组织结构
编译前端
目标机无关部分
1. 词法分析、语法分析、中间代码生成
2. 语义分析、中间代码优化
编译后端
目标机相关部分
1. 目标代码优化
2. 目标代码生成
多遍扫描
常见：前段1.2.和后端1.2.
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程序设计环境
集成化的程序设计环境
编辑程序 编译程序 连接程序 ----- 将目标程序连接成可执行程序 调试工具 ----- 跟踪、分析
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一个 C 程序的编译过程
源程序： main( ) {
printf(“hello”); } 1. 词法分析
分析字符序列； 识别单词（种别、属 性） 查词法错误； 标识符登记；
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结果 IDN ‘(’ ‘)’ ‘{’ IDN ‘(’ STR ‘)’ ‘;’ ‘}’
注释
s 是 hello 的地址 f 是函数 printf 的地址
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5. 代码优化
中间代码的优化处理，以求提高执行效率
6. 目标代码生成
将中间代码转换成目标机上的机器指令代 码或汇编代码
MOV R0, #12, 10000001 0001 1100 ADD R0, #4 10000010 0001 0100 MUL R0, R2 11000100 0001 0010