编译原理课件第1章 引论

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。
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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。

第一章 引 论
1。4 编译程序与程序设计环境 。 编译程序无疑是实现高级语言的一个 最重要的工具。 最重要的工具。但支持程序设计人员进 行程序设计开发通常还需要其它一些工 如编辑程序、连接程序、 具：如编辑程序、连接程序、调试程序 等。编译程序与这些程序设计工具一起 构成所谓的程序设计环境。 构成所谓的程序设计环境。 程序设计环境 在一个程序设计环境中， 在一个程序设计环境中，编译程序起 着中心的作用。连接程序、调试程序、 着中心的作用。连接程序、调试程序、 程序分析等工具直接依赖于编译程序所 产生的结果，而其它工具的构造也常常 产生的结果， 要用到编译的原理、方法和技术。 要用到编译的原理、方法和技术。
第一章 引 论
1。3。5 编译前端与后端 。 。 前端主要由与源语言有关但与目标机无 前端主要由与源语言有关但与目标机无 关的那些部分组成。通常包括词法分析、 关的那些部分组成。通常包括词法分析、 语法分析、语义分析与中间代码产生， 语法分析、语义分析与中间代码产生， 有的代码优化工作，也可以包括在前端。 有的代码优化工作，也可以包括在前端。 后端包括编译程序中与目标代码有关的 后端包括编译程序中与目标代码有关的 部分，如与目标机有关的有关的优化， 部分，如与目标机有关的有关的优化， 和目标代码的生成等。 和目标代码的生成等。
第一章 引 论
第一章 引 论
1。5 编译程序的生成 。 以前构造编译程序大多是用机器语言 或汇编语言作工具的。 或汇编语言作工具的。为了充分发挥各 种不同硬件系统的效率， 种不同硬件系统的效率，为了满足各种 不同的具体要求， 不同的具体要求，现在许多人仍然使用 这种工具来构造编译程序（ 这种工具来构造编译程序（或编译程序 的核心部分） 的核心部分） 但是越来越多的人已经使用高级语言 作工具来编译程序。 作工具来编译程序。因为这样可以大大 节省程序设计的时间， 节省程序设计的时间，热切构造出来的 编译程序易于阅读、维护和移植。 编译程序易于阅读、维护和移植。

源程序
编译程序
目标程序
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1.2 程序设计语言的翻译
SP Compiler OP Input RS Output
编译系统(Compilource O-Object P-Program RS-Run Sys.
支撑环境、
运行库等
System)
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编译系统=编译程序+运行系统
汇编程序
编译程序
机器语言程序
反汇编程序
汇编语言程序
反编译程序
高级语言程序
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图1.5 主要翻译程序汇总
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编译器和集成开发环境
• 编译器：即编译程序，把高级语言经分析翻译为低级语言。 • 集成开发环境：简称IDE（Integrated Develop Environment），是用于提供程序开发环境的应用程序， 一般包括代码编辑器、编译器、调试器和图形用户界面工 具。 – 背景：早期程序设计的各个阶段都要用不同的软件来进 行处理,如先用字处理软件编辑源程序，再用编译程序 进行编译，然后用链接程序进行函数、模块连接, 开发 者必须在几种软件间来回切换操作。 • 人们习惯上经常把IDE称为编译器。
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2、语法分析
左部量 =
sum=(10+20)*(num+square);
赋值语句 表达式 ;
sum (
表达式 表达式 )
* (
表达式 表达式 )
表达式
+
表达式
表达式
+
表达式
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num
square
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3、语义分析

✓ 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。