第二章 计算机语言的实现

第二章

计算机语言的实现命令，问题：效率低下

程序的解释执行 如：BASIC、DOS

输入数据

源程序

解释程序

计算结果

源程序

程序的编译执行 目标程序： 机器语言编译程序

汇编语言

目标程序

输入数据

运行系统

计算结果

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 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

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)

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；

结果 IDN ( ) { IDN ( STR ) ; }

main

printf

hello

2. 语法分析分析单词序列； 识别语法结构；

语句表达式 函数调用 ( 表达式 常数 字符串 ) ;

标识符

查语法错误； 构造分析树；

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 数据存储的相对地址

4. 生成中间代码 中间语言 简单规范 机器无关

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)

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

注释s 是 hello 的地址 f 是函数 printf 的地址

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 汇编指令代码 机器指令代码

编译程序的结构表格管理 中 词 法 分 析 语 法 分 析 语 义 分 析 间 代 码 生 成 错误处理 代 码 优 化 目 标 代 码 生 成

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...

编译程序的组织结构

编译前端 1.

2.

目标机无关部分 词法分析、语法分析、中间代码生成 语义分析、中间代码优化 目标机相关部分 目标代码优化 目标代码生成 常见：前段1.2.和后端1.2.

编译后端

1.2.

多遍扫描

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

常见： Turbo

C/C++ Visual Studio for C/C++, Basic etc JBuilder, BlueJ, NetBean

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

析处理

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

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