传统编译原理

传统编译原理

计算机程序编译原理,把程序员员容易理解的高级语言程序代码流,翻译成计算机可执行的机器指令代码流。可以使用“一断、二比、三译”形象说明实质。

1、。按照语言的语法规则扫描断词,结合文法词典,把程序字符串流,分解成为计算机语言能够识别的基本单元(标识词、运算符)。

2、。从程序流中找出扩展标识词的定义,建立标识词结构,放入文法词典,服务于新的定义和函数程序代码的编译。程序语句、表达式里面使用的标识可以从词典中比较找到。

3、。把函数程序文本字符串流中的算术表达式、赋值语句、控制语句,翻译成为计算机机器语言二进制代码流。

4、组装函数翻译后的二进制代码流,明确数据空间地址和大小,生成计算机裸机或操作系统可以执行目标代码

 

 

 

 

 1、 翻译——将语言L1转换为逻辑上等价的语言L2

  编译——将源程序(高级语言)翻译成目标程序(低级语言或机器语言)

  汇编——将低级语言翻译成机器语言

  解释(程序)——逐条翻译语句,并立即执行结果

 

2、 单词——关键字、标识符、常数、界符、运算符

    单词 =  (单词种别码,单词自身值)

  语法单位——短语、表达式、语句、子程序、程序

  中间代码——四元式、三元式、逆波兰式、树式

      

 

 3 初等数据类型——逻辑、数值、字符、指针

  语法:是一组规则,规定了语言的形式结构,包括单词结构,句子结构,程序结构等。

     语法={词法规则+句法规则}

  语义:也是一组规则,规定了各语法单位的确切含义。

  语句

    说明性语句——用于定义各种数据类型,变量,函数或过程.

    可执行性语句——用于描述数据处理的过程和动作

4 参数传递——传名、传地址、传值

         

 

 

 

 5、正规式

6、状态转换图

 

 

 

 

   是一有向图,由有限个结点及有向边连接而成;

  每个结点称为状态;

  状态图有一个初态,多个终态;

  每条边上有相应的字符.

  状态转换图用于表示单词结构从状态转换图的初态到终态间,每条路径上字符的连接,就构成了该状态图的合法单词.

  可以表示单词规则,也可以用于识别单词

  由三种结构构成 —— 分支结构、循环结构、终结点

 7 确定有限自动机(DFM)和非确定有限自动机(NFM)

  DFAM=(S, ∑, f,s0,Z)

  状态集、符号集、单/多值映射函数、初态(1个)、终态集

  DFAM  是  NFAM  的特例

 

 

 DFAM案例:

 

 

    NFAM案例:

          

 

 

 

 

 

8、 可识别单词的全体记为:L(M)

  设 V 为字集,且 V0={ε}, 令 V*=V0∪V1 ∪ V2 ∪........ ,称V* 为V的闭包。 V+= V* - {ε}, 称V+ 为V的正则闭包。

9 句子——由文法的开始符号出发通过0步或若干步推导产生的终结符号串

     若  S=>α,则α ∈VT *

    句型——由文法的开始符号出发通过0步或若干步推导产生的符号串

     若  S=>α,则α ∈(VT ∪ VN) *

10、语言——所有句子的集合,记为L(G)={α |S=>α, α ∈VT * }

    一个语言的文法是不唯一的

11、句柄——一个句型的最左直接短语

   简单(直接)短语

   短语

   素短语——至少含有一个终结点,且除自身外不含有更小的素短语

       

 

 

 

12、 上下文无关文法——它定义的语法单位独立于该语法单位可能出现的环境

  自然语言不是上下文无关文法,程序语言上下文无关文法

  G =(VT,VN,S,P)

  终结符集、非终结符集、开始符号、产生式

 

13、最左推导——每次直接推导,对句型的最左非终结符实行替换

   最右推导——每次直接推导,对句型的最右非终结符实行替换

   解决语法二义性:E—>i*i+i

       

 

     14、语法分析方法_自下而上

  根据文法,对输入字串进行归约,若能正确地归约 为文法的初始符号,则表示输入字串是合法的。典型方法是算符优先分析法
  规范归约(归约栈)——最右推导的逆过程(算符优先分析法)

    (1)优先关系表

  •  
  • aQb a=b
  • aQ a<FIRSTVT(Q)
  • Qb LASTVT(Q)>b

    (2)存在的问题

      1.文法的左递归
      2.文法的回溯

           

 

 

   

15、语法分析方法_自上而下

   从文法的初始符号进行推导,若能推导出与输入字串相同的句子,则表示输入字串是合法的。 典型方法是递归下降分析法
   规范推导——最左推导的逆过程(递归下降分析法)

 

 

 

16、归约串——栈顶形成的某产生式候选

   可归约串(最左素短语——可正确归约的归约串

17、语法树 —— 可以表示同一句型的多种推导,是多种推导的共性抽象;但未必代表了同一句型的所有推导

  LL(1)文法(无回溯文法)——无二义性、无左递归

  LR(0)<SLR(1)<LALR(1)<LR(1)

   

 

                   

18、消除左递归

     若 P→P α | β ,则  P→ β P ’,  P’ → αP ’ | ε  

19 符号表的作用:用于纪录各种名字的信息, 并提供给编译各阶段使用

    种属、类型、地址、长度、形参标志、其它信息

             

 

 

20、中间代码的特点: 结构简单,功能明确,易于优化,易于翻译。

21、语法制导翻译——在语法分析的每次归约或推导时,根据产生式的语义进行翻译的一种方法。

一些基本操作:

  • newtemp( )   产生一临时变量;
  • gen(操作符,操作数1,操作数2,结果)    填入四元式表;
  • fill( i,属性)     填入符号表;
  • entry( i )       查符号表,返回 i 在符号表中的位置;
  • backpatch( m,n)    把 n 填入 四元式表第 m 个四元式中;

     

 

 

 

             

22、语义动作——描述了一定的输入和一定的输出之间的对应关系。

24、基本块——顺序执行的中间代码序列,仅包含一个入口四元式和一个出口四元式。第一条四元式为入口四元式,最后一条四元式为出口四元式,中间部分不含转移四元式。

 四元式程序中所有基本入口四元式,包括:

            a)  程序的第一条四元式;

            b)  转移语句转移到的四元式;

            c)  条件语句之后的第一条四元式.

 基本块内可以进行以下几种优化:(优化手段:  DAG )

      合并已知量,删除多余运算(公共子表达式),删除无用赋值。

 

 

 25、回边——若有边b->a且a是b的必经结点,则b->a是回边

  控制流程图——具有唯一首结点的有向图,简称为流图

  必经结点——从流图首结点出发到达b的通路都必须经过点a,则称a是b的必经结点,记a DOM b

  必经结点集——D(n)

  

26、可归约流图——流图中去除回边后,构成无环路流图

   循环——对于回边b->a,包括a、b在内的,有通路到b而不经过a的所有结点构成一个循环

    (1)  结点序列为强连通的;(任意两点间都有通路,且通路上的结点都属于结点序列)

    (2)  结点序列中仅有一个入口结点.

   三种循环优化:代码外提,强度削弱,删除归纳变量。

27、引用--定值集ud[A]

    如在 u 处引用了变量 A,则凡能到达 u 的 A 的所有定值点,构成了 A 在 u 处的引用--定值集 ,记为: ud[A].

  •  
  • IN[B] :  代表到达基本块 B 入口点时的各变量的所有定值点集
  • OUT[B]:代表到达基本块 B 出口点时的各变量的所有定值点集
  • GEN[B]:表示 B 中所定值的且到达 B 之后的定值点集
  • KILL[B]: 表示属于 B 外的定值点,而这些定值点所定值的变量,在B中又被重新定值

          这几个集合满足如下方程:

  •  
  • OUT[B]=(IN[B]  - KILL(B)) ∪ GEN[B]
  • IN[B] = OUT[p1] ∪ OUT[p2] ∪...... ∪ OUT[pk]
  • p1 , p2...... pk  为B的前趋结点

    该方程即为到达--定值方程,求解该方程,得到IN[B]。

28、不变运算——对于循环中的语句 A:= B op C, 若 B 及 C 均为常量,或者为循环中未改变的变量, 那么每次循环 A的值都一样,称A:= B op C为不变运算.

    运算对象是常量;
    运算对象的定值点均在循环外;
    运算对象的再循环内的定值点均已被标记为不变运算;

29、基本归纳变量——若循环中对 B 只有唯一的递归赋值 B:=B+C 且 C 为循环不变量,则称 B 为循环的基本归纳变量

  归纳变量——若B为基本归纳变量,而A在循环中的定值可以化归为B的线性函数: A:=C1*B+C2(C1 , C2为循环不变量),则称A 为归纳变量,并称 A与 B同族

  待用信息表——指针指向下一个引用的地方

    设四元式(i) 对A定值且到达四元式( j)  ,四元式 ( j) 中引用 A ,则称 j 是四元式 i 的变量A 的待用信息;  满足上述定义的所有 j, 构成了 A 的待用信息集。

30、目标代码

  生成原则:

    (1) 生成的目标代码短而高效;
    (2) 充分利用寄存器,减少访问内存的次数;

   形式:

          (1)能立即执行的目标代码;
    (2)待装配的浮动目标代码;
    (3)汇编语言目标代码;

31、空间分配

       

 

 

 

 

参考链接:

https://www.cnblogs.com/sweetyu/p/4947030.html

人工智能芯片与自动驾驶
posted @ 2021-09-20 07:11  吴建明wujianming  阅读(22)  评论(0编辑  收藏  举报