编译原理复习（1）绪论

最新推荐文章于 2022-09-16 21:04:13 发布

weixin_44985753

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文章标签：编程语言

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首先，什么是编译？

将高级语言翻译成汇编语言或机器语言的过程。
在这个过程中，高级语言又称为源语言，汇编语言或机器语言又称为目标语言。

从汇编语言到机器语言的过程叫做汇编。

1.1什么叫编译程序

计算机执行高级语言程序z的步骤是：翻译和执行。
在这里插入图片描述

利用翻译程序，先将源语言程序翻译维目标语言程序，再进行执行。

翻译程序主要有两种：编译程序和解释程序。
编译和解释的主要区别：是否产生目标代码。

解释程序

源代码经过解释程序解释执行。
边解释边执行。如python。
在这里插入图片描述

编译程序

编译程序是在计算机系统中的位置较接近于“硬件”。
在这里插入图片描述
高级语言经过宿主机上的编译程序翻译为目标机上的机器语言程序，运行得到结果。

编译程序主要有四类：
诊断编译程序：
发现错误，帮助排错。不关心效率
优化编译程序：
更关注目标程序效率。
交叉编译程序：
一般来说，宿主机跟目标机是一个机器。如果一个编译程序产生不同于宿主机的机器语言程序，称为交叉编译程序。
可变目标编译程序
只要改变和目标机有关的部分，就可以生成适应不同的平台的程序。

1.2编译过程概述

编译的工作过程：词法分析，语法分析，语义分析及中间代码产生，优化，目标代码生成。

1.2.1 词法分析

规则：依循构词规则
规则描述工具：正规式和有限自动机（FA）
任务：输入源程序，对构成源程序的字符串进行扫描和分解，识别出一个个的单词符号，如基本字（语言提前规定好的有特殊含义的单词，也叫关键字）、标识符、常数、算符、界符等。将识别出的单词转换成统一的机内表示——词法单元(token)形式。

1.2.2 语法分析

规则：依循语法规则
规则描述工具：上下文无关文法
任务：在词法分析的基础上，根据语言的语法规则，对单词符号串进行语法分析，识别出各类语法单位（语法范畴），最终判断输入串是否构成语法上正确的“程序”。

1.2.3 语义分析和中间代码产生

规则：语义规则
规则描述工具：属性文法
任务：对语法分析器识别出的各类语法单位，分析其含义并进行初步翻译（产生中间代码）。

中间代码：一种独立于具体硬件的记号系统，更接近于机器代码。如三元式，四元式，分析树，…
四元式：
序号作为标识。第一元表示运算符，第二元表示第一操作数，第三元表示第二操作数，第四元表示结果
在这里插入图片描述

大致可以分为两个工作部分：
1、对每种语法范畴进行静态语义检查
2、若语义正确，则进行中间代码翻译

1.2.4 优化

规则: 等价变换规则（变换前后的程序在功能上是完全等价的）
任务：对中间代码进行加工变换，以期在最后阶段能产生出更为高效（省时间和空间）的目标代码。

主要包括：
公共子表达式的提取、循环优化、删除无用代码等。
示例：
在这里插入图片描述

1.2.5 目标代码生成

任务：把中间代码变换成特定机器上的低级语言代码，实现最后的翻译

目标代码三种形式:
绝对指令代码: 可直接运行（指令的地址部分是绝对的地址，即变量在存储单元的地址是定好的，可以调到内存直接执行）
可重新定位指令代码: 需要连接装配（地址是相对地址，可从内存中的任意位置进行装载。相对地址+装入的起始地址=绝对地址，称为链接）
优点：支持模块化开发，模块独立编译，模块之间互相链接，装配。
汇编指令代码: 需要进行汇编