第一章 编译程序概述.ppt

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1、编译原理合肥计算机科学与技术系吴晓琴课程简介先行课程：先行课程：高等数学、高等数学、高等数学、高等数学、(PASCAL)(PASCAL)、离散数学、离散数学、离散数学、离散数学、汇汇汇汇编语言、数据结构编语言、数据结构编语言、数据结构编语言、数据结构编译原理课程应用领域编译原理课程应用领域编译器的设计编译器的设计一般的软件设计一般的软件设计例如：例如：例如：例如：v文本编辑器、信息检索系统、文本编辑器、信息检索系统、文本编辑器、信息检索系统、文本编辑器、信息检索系统、模式识别器模式识别器模式识别器模式识别器v排版、绘图系统排版、绘图系统排版、绘图系统排版、绘图系统v程序验证器程序验证器程序验证

2、器程序验证器为什么要设置编译原理课程？为什么要设置编译原理课程？1 1、加深对程序内部执行过程的理解、加深对程序内部执行过程的理解、加深对程序内部执行过程的理解、加深对程序内部执行过程的理解2 2、为了进一步编好程序、为了进一步编好程序、为了进一步编好程序、为了进一步编好程序编译原理编译原理编译原理编译原理吕映芝吕映芝吕映芝吕映芝清华大学出版社清华大学出版社清华大学出版社清华大学出版社 编译程序设计原理编译程序设计原理编译程序设计原理编译程序设计原理杜淑敏等杜淑敏等杜淑敏等杜淑敏等北京大学出版社北京大学出版社北京大学出版社北京大学出版社编译原理编译原理编译原理编译原理李赣生等李赣生等李赣生等李

3、赣生等清华大学出版社清华大学出版社清华大学出版社清华大学出版社编译程序构造原理编译程序构造原理编译程序构造原理编译程序构造原理和实现技术和实现技术和实现技术和实现技术金成植金成植金成植金成植高等教育出版社高等教育出版社高等教育出版社高等教育出版社程序设计语言编译程序程序设计语言编译程序程序设计语言编译程序程序设计语言编译程序陈火旺等陈火旺等陈火旺等陈火旺等国防工业出版社国防工业出版社国防工业出版社国防工业出版社Compiler Construction Compiler Construction Compiler Construction Compiler Construction Princ

4、iple and Principle and Principle and Principle and PraticePraticePraticePratice编译原理及实践编译原理及实践编译原理及实践编译原理及实践Kenneth Kenneth Kenneth Kenneth C.LoudenC.LoudenC.LoudenC.Louden机械工业出版社机械工业出版社机械工业出版社机械工业出版社参参参参考考考考书书书书籍籍籍籍参参参参考考考考书书书书籍籍籍籍编译原理编译原理编译原理编译原理张吕映芝素琴张吕映芝素琴张吕映芝素琴张吕映芝素琴清华大学出版社清华大学出版社清华大学出版社清华大学出版社

5、Returnhttp:/ 第一章第一章 编译程序概述编译程序概述1.1 1.1 什么是编译程序什么是编译程序1.2 1.2 编译程序的结构编译程序的结构1.3 1.3 编译程序的编译程序的设计实现设计实现1.4 1.4 经典的编译程序经典的编译程序过程式语言过程式语言 Fortran,Pascal,C函数式语言函数式语言 Lisp逻辑式语言逻辑式语言 Prolog对象式语言对象式语言 C+第一章第一章 编译程序概述编译程序概述1.1 1.1 什么是编译程序什么是编译程序.程序设计语言程序设计语言程序设程序设程序设程序设计语言计语言计语言计语言 高级语言高级语言低级语言（面向机器的语言）低级语言

6、（面向机器的语言）汇编语言汇编语言汇编语言汇编语言机器语言机器语言机器语言机器语言2 2 2 2.编译和解释程序编译和解释程序编译和解释程序编译和解释程序目标目标目标目标程序程序程序程序源源源源程程程程序序序序编编编编译译译译程程程程序序序序初始数据初始数据初始数据初始数据计计计计算算算算结结结结果果果果源程序源程序源程序源程序解解解解释释释释程程程程序序序序初始数据初始数据初始数据初始数据计计计计算算算算结结结结果果果果翻译程序翻译程序：是指这样的一种程序，它能够把一种语言程序(源语言程序)转换成另一种功能等价的语言程序(目标语言程序)。编译程序：编译程序：是一种翻译程序，其源程序是高级语言

7、，目标语言程序是低级语言。通常是一次性翻译方式。如TC等高级语言编译程序。解释程序：解释程序：也是一种翻译程序，它与编译程序的区别：立即执行源程序，通常是逐句翻译执行，如BASIC、SQL、JAVA的BYTECODE解释程序等。功能功能工作结果工作结果实现技术上实现技术上解释解释程序程序源程序的一个执行执行系统源程序的执行结果执行结果执行中间代码编译编译程序程序源程序的一个转换转换系统源程序的目标代码目标代码把中间代码转换成目标程序解释程序和编译程序的区别解释程序和编译程序的区别解释程序和编译程序的根本区别根本区别：是否生成目标代码3 3、高级语言程序的处理过程、高级语言程序的处理过程、高级语

8、言程序的处理过程、高级语言程序的处理过程高级程序设计语言程序的典型处理过程如下图所示：需预处理源程序预处理源程序源程序编译程序目标语言（汇编语言）汇编程序机器码装配/连接绝对机器代码可再装配目标文件机器码翻译外文资料编译源程序分析阅读原文识别单词分析句子输入并扫描源程序词法分析语法分析综合修辞加工写出译文代码优化目标代码生成1.1.编译程序的结构编译程序的结构翻译外文资料与编译源程序进行类比编译程序的功能和组织结构表表 处处 理理词法分析源源程程序序目目标标程程序序错错 误误 处处 理理语法分析语义分析目标代码生成前 端后 端中间代码优化中间代码生成编译程序的前端前端：与源语言有关，而与目标机

9、无关的编译程序编译程序的后端后端：与目标机有关，而与源语言无关的编译程序遍（趟）遍（趟）：是对源程序或源程序的中间结果从头到尾扫描一遍，并作有关加工处理，生成新的中间结果或目标程序。宿主机宿主机：运行编译程序的计算机称为宿主机。目标机目标机：运行编译程序所产生的目标代码的计算机成为目标机。相关概念相关概念1.3 1.3 编译技术和软件工具编译技术和软件工具 一、编译技术的发展一、编译技术的发展1950S早期：算术工式译成机器代码。1950S中期：FORTRAN编译系统。1950S末期：自动生成工具出现，如：LEX、YACC。1960S：自展技术。1971年：用自展技术生成PASCAL编译程序。

10、现代：并行编译技术。二、编译技术与软件工具二、编译技术与软件工具1、先进的软件开发技术和软件工具能提高编程效率、缩短调试时间。2、编译程序本身是一种软件工具。3、大部分软件工具的开发常用到编译技术和方法。4、进行源程序处理的软件工具实质上都在不同程度上用到了编译程序各个部分的技术和方法。1.4 编译程序的构造编译程序的构造 一、编译程序的构造途径一、编译程序的构造途径 1、用某种程序语言编写；2、用编译程序自动构造工具构造。3、通过现有的编译基础设施进行改造和组装。二、二、T型图型图T型图是用来表示一个编译程序所涉及到的三个方面的语言的一种工具，将源语言S通过用语言H书写的编译器翻译成目标语言

11、T的编译程序可用如下T型图THST表示。T型图的两种组合方式：三、编译程序的自展三、编译程序的自展1、方法：用“滚雪球”的方式生成编译程序。2、思想：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，再用这个子集作为书写语言（属于高级语言），实现源语言的编译程序。例：设 C1C目标机A的语言为A，则两层自展构造实现语言C对应A机器的编译程序过程可描述为如下：其自展过程：用语言A编写语言C1的编译程序 TAC1A；再用C1书写语言C的编译程序TC1CA；最后再将TC1CA经过TAC1A编译得到 TACA。1.4 1.4 经典的编译程序经典的编译程序Pascal编译程序C编译程序Fortran 编译程序