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编译原理局部性优化

发布时间:2023-01-23 08:20:36

编译原理四——代码优化

1、基本块的划分方法:

3、DAG图实现基本块的优化

1、程序流图与循环
控制流程图就是有唯一首节点的有向图,用三元组G=(N,E,n 0 )表示(节点集,边集,首节点)节点集就是基本块集,有向边表示如下:基本块i出口语句不是转向语句或停语句,i与紧随其后的基本块j有有向边。或者i出口转向j入口语句。
2、循环:程序流图里的一个节点序列强连通,任意两个节点都有至少一条通路,它们中有且只有一个入口节点。(从序列外某节点有一条有向边引导它,或他是程序流图的首节点。
3、找循环:
必经节点集:从流图首节点出发,到n的任意通路都要经过m,m是n的必经节点,记为mDOMn;流图中结点n的所有必经节点的集合称为节点n的必经结点集,极为D(n)。
DOM的性质:自反性:流图中任意节点a,都有aDOMa。传递性:aDOMb,bDOMc则aDOMc。反对称性:aDOMb,bDOMa,a=b。DOM是一个偏序关系,任何节点n的必经节点集是一个有序集。
必经节点的求法:一定包括自己好吧。。。。。。必经节点集就是前驱节点必经节点集的交集加自己没准。
找回边:假设a b是流图中的一条有向边,如果bDOMa,则a b是流图中的一条回边。已知有向边n d是一条回边,则由它组成的循环就是由结点d、结点n以及有通路到达n但该通路不经过d的所有结点组成的。
4、可规约流图:当且仅当一个流图除去回边后,其余边构成一个无环路流图。性质:1. 图中任何直观环路都是循环。2. 找到所有回边可以对应找出所有循环。3. 循环或嵌套或不相交(可能有公共入口节点),goto语句不可跳入循环。

5、循环优化

⑵ 一些关于编译原理的题目(选择,判断)

2年前还会做,现在都忘了

⑶ 把编译程序设计原理(第二版)高等教育出版社的课后答案给我发一份 可以吗

目录
第1章编译器概述
1.1为什么要学习编译技术
1.2编译器和解释器
1.3编译器的功能分解和组织结构
1.4编译器的伙伴
1.5编译器的复杂性
1.6编译器的设计与实现
1.7编译器的测试与维护
第2章一个微型编译器
2.1基础知识
2.2ToyL语言
2.3ToyL语言词法分析器
2.4ToyL语言语法分析器
2.5ToyL语言解释器
2.6ToyL语言编译器
第3章有穷自动机与词法分析
3.1词法分析基础
3.1.1词法分析器的功能
3.1.2单词识别
3.1.3词法分析的复杂性
3.1.4字符串
3.1.5保留字处理
3.1.6空格符、回车符、换行符
3.1.7括号类配对预检
3.1.8词法错误修正
3.1.9词法分析独立化的意义
3.2有穷自动机
3.2.1确定有穷自动机的定义
3.2.2确定有穷自动机的实现
3.2.3非确定有穷自动机
3.2.4NFA到DFA的转换
3.2.5确定有穷自动机的极小化
3.2.6自动机状态转换表的实现
3.3正则表达式
3.3.1正则符号串集
3.3.2正则表达式的定义
3.3.3正则表达式的局限性
3.3.4正则定义
3.3.5正则表达式到有穷自动机的转换
3.4词法分析器的构造
3.4.1用DFA人工构造词法分析器
3.4.2词法分析器的生成器Lex
练习
第4章文法与语法分析
4.1语法分析
4.1.1语法分析器的输入
4.1.2语法分析的任务
4.1.3语法分析方法分类
4.2文法和文法分析
4.2.1上下文无关文法和语言
4.2.2最左推导和最右推导
4.2.3语法分析树与二义性
4.2.4文法分析算法
4.2.5自顶向下方法概述
4.2.6自底向上方法概述
4.3递归下降法——自顶向下分析
4.3.1递归下降法原理
4.3.2消除公共前缀
4.3.3代入
4.3.4消除左递归
4.4LL分析方法——自顶向下分析
4.4.1LL(1)文法
4.4.2LL(1)分析表
4.4.3LL(1)分析的驱动器
4.4.4LL(1)中的If-Then-Else问题
4.4.5LL(1)分析器的自动生成器LLGen
4.4.6LL(1)分析法与递归下降法的比较
4.4.7正则文法
4.5LR方法——自底向上分析
4.5.1句柄
4.5.2活前缀
4.5.3归约活前缀识别器——LR(0)自动机
4.5.4LR(0)文法及其分析算法
4.5.5SLR(1)文法及其分析算法
4.5.6LR(1)文法
4.5.7LALR(1)文法
4.5.8二义性文法的处理
4.5.9另一种Shift-Rece分析技术:简单优先法
4.5.10LL(1)和LALR(1)方法比较
4.6LR分析器的生成器
4.6.1LALR分析器的生成器YACC
4.6.2LALR分析器的生成器LALRGen
4.7语法错误处理
4.7.1错误恢复和修复
4.7.2递归下降分析的错误恢复
4.7.3LL分析的错误恢复
4.7.4LR分析的错误恢复
练习
第5章语义分析
5.1语义分析基础
5.1.1语义分析内容
5.1.2标识符信息的内部表示
5.1.3类型信息的内部表示
5.1.4运行时值的表示
5.2符号表
5.2.1符号表查找技术
5.2.2符号表的局部化
5.2.3二叉式局部符号表
5.2.4散列式全局符号表
5.2.5嵌套式全局符号表
5.2.6符号表界面函数
5.3类型分析
5.3.1类型的等价性和相容性
5.3.2类型分析的总控算法
5.3.3类型名分析
5.3.4枚举类型分析
5.3.5数组类型分析
5.3.6记录类型分析
5.3.7联合类型分析
5.3.8指针类型分析
5.3.9递归类型分析
5.4声明的语义分析
5.4.1声明的语法结构
5.4.2标号声明部分的语义分析
5.4.3常量声明部分的语义分析
5.4.4类型声明部分的语义分析
5.4.5变量声明部分的语义分析
5.4.6过程、函数声明的语义分析
5.5执行体的语义分析
5.5.1执行体的语义分析
5.5.2带标号语句和转向语句的语义分析
5.5.3赋值语句的语义分析
5.5.4条件语句的语义分析
5.5.5while循环语句的语义分析
5.5.6for循环语句的语义分析
5.5.7过程调用语句的语义分析
5.5.8表达式的语义分析
5.5.9变量的语义分析
练习
第6章运行时的存储环境
6.1运行时的存储空间结构与分配
6.1.1运行时的存储空间基本结构
6.1.2静态区的存储分配
6.1.3栈区的存储分配
6.1.4堆区的存储分配
6.1.5堆区空间管理
6.2过程活动记录与栈区组织结构
6.2.1过程活动记录
6.2.2活动记录的填写
6.2.3栈区组织结构——AR链
6.3运行时的变量访问环境
6.3.1可访问活动记录
6.3.2局部Display表方法
6.3.3静态链方法
6.3.4全局Display表方法和寄存器方法
6.3.5无嵌套时的AR及访问环境
6.4分程序和动态数组空间
6.4.1无动态数组时的分程序空间
6.4.2动态数组空间
练习
第7章面向语法的语义描述
7.1动作文法
7.1.1动作文法定义
7.1.2动作文法的递归实现
7.1.3动作文法的LL实现
7.1.4动作文法的LR实现
7.2动作文法应用
7.2.1用动作文法描述表达式计算
7.2.2用动作文法描述表达式抽象树的构造
7.2.3用动作文法描述语句抽象树的构造
7.3抽象动作文法及其应用
7.3.1抽象变量
7.3.2抽象动作文法
7.3.3栈式LL动作文法驱动器
7.3.4抽象动作文法到栈式LL动作文法的转换
7.3.5栈式LR动作文法驱动器
7.3.6抽象动作文法到栈式LR动作文法的转换
7.4属性文法
7.4.1属性文法定义
7.4.2属性语法树和属性依赖图
7.4.3计算顺序
7.4.4属性值的计算方法
7.4.5拷贝型属性文法
7.5属性文法在编译器设计中的应用
7.5.1类型树的属性文法描述
7.5.2表达式中间代码的属性文法描述
7.5.3变量中间代码的属性文法描述
7.5.4语句中间代码的属性文法描述
7.5.5正则表达式到自动机转换的属性文法描述
7.6S-属性文法及其属性计算
7.6.1S-属性文法
7.6.2S-属性文法的递归实现
7.6.3S-属性文法的LR实现
7.7L-属性文法及其属性计算
7.7.1L-属性文法
7.7.2L-属性文法的递归实现
7.7.3L-属性文法的LR(1)实现
7.8语义分析器的自动生成系统
7.8.1YACC
7.8.2LALRGen
7.8.3Accent系统
练习
第8章中间代码生成
8.1中间代码
8.1.1中间代码的种类
8.1.2后缀式中间代码
8.1.3三地址中间代码
8.1.4抽象语法树和无环有向图
8.1.5多元式中间代码
8.1.6中间代码分量ARG结构
8.2表达式的中间代码生成
8.2.1表达式的语义信息
8.2.2表达式的中间代码
8.2.3变量的中间代码
8.2.4表达式的中间代码生成
8.2.5变量的中间代码生成
8.2.6布尔表达式的短路中间代码
8.3原子语句的中间代码生成
8.3.1输入/输出语句的中间代码生成
8.3.2goto语句和标号定位语句的中间代码生成
8.3.3return语句的中间代码生成
8.3.4赋值语句的中间代码生成
8.3.5函数(过程)调用的中间代码生成
8.4结构语句的中间代码生成
8.4.1条件语句的中间代码生成
8.4.2while语句的中间代码生成
8.4.3repeat语句的中间代码生成
8.4.4for语句的中间代码生成
8.4.5case语句的中间代码生成
8.4.6函数声明的中间代码生成
练习
第9章中间代码优化
9.1引言
9.1.1优化的目标和要求
9.1.2优化的必要性
9.1.3优化的内容
9.1.4局部优化和全局优化
9.1.5基本块和程序流图
9.2常表达式优化
9.2.1常表达式的局部优化
9.2.2基于常量定值分析的常表达式全局优化
9.2.3常量定值分析
9.3公共表达式优化
9.3.1基于相似性的公共表达式局部优化
9.3.2基于值编码的公共表达式局部优化
9.3.3基于活跃代码分析的公共表达式全局优化
9.3.4活跃运算代码分析
9.4程序流图循环
9.4.1循环的基本概念
9.4.2支撑结点
9.4.3自然循环
9.4.4可归约程序流图
9.4.5基于文本的循环及其处理
9.5循环不变代码外提
9.5.1代码外提的基本概念
9.5.2循环不变代码的判定
9.5.3循环不变代码外提的条件
9.5.4基于文本循环和定值表的不变代码外提
9.5.5一种简单的外提优化方案
9.5.6别名分析
9.5.7过程与函数的副作用分析
9.6循环内归纳表达式的优化
9.6.1归纳变量
9.6.2归纳变量计算的优化算法原理
练习
第10章目标代码生成
10.1目标代码
10.1.1虚拟机代码
10.1.2目标机代码
10.1.3窥孔优化
10.2临时变量
10.2.1临时变量的特点
10.2.2临时变量的存储空间
10.2.3临时变量的存储分配
10.2.4变量状态描述
10.3寄存器
10.3.1寄存器分类及其使用准则
10.3.2寄存器分配单位
10.3.3寄存器状态描述
10.3.4寄存器分配算法
10.4基于三地址中间代码的目标代码生成
10.4.1目标地址生成
10.4.2间接目标地址的转换
10.4.3表达式中间代码的目标代码生成
10.4.4赋值中间代码的目标代码生成
10.4.5其他寄存器分配法
10.4.6标号和goto语句中间代码的目标代码生成
10.4.7return中间代码的目标代码生成
10.4.8变量中间代码的目标代码生成
10.4.9函数调用中间代码的目标代码生成
10.5基于AST的代码生成
10.5.1三地址中间代码到AST的转换
10.5.2标记需用寄存器个数
10.5.3从带寄存器个数标记的AST生成代码
10.6基于DAG的代码生成
10.6.1从AST到DAG的转换
10.6.2DAG排序和虚寄存器
10.6.3从带序号和虚寄存器标记的DAG生成代码
10.7代码生成器的自动生成
10.7.1代码生成器的自动化
10.7.2基于指令模板匹配的代码生成技术
10.7.3基于语法分析的代码生成技术
练习
第11章对象式语言的实现
11.1引言
11.2SOOL语法
11.2.1程序
11.2.2分程序
11.2.3类声明
11.2.4类型
11.2.5变量声明
11.2.6函数声明和方法声明
11.2.7语句
11.2.8变量
11.2.9表达式
11.2.10程序示例
11.3SOOL语义
11.3.1声明的作用域
11.3.2Class声明的语义
11.3.3语句的语义
11.4SOOL语义分析
11.4.1标识符的符号表项
11.4.2符号表结构
11.4.3符号表的局部化
11.5SOOL目标代码
11.5.1对象空间
11.5.2当前对象——self
11.5.3活动记录
11.5.4成员变量的目标地址
11.5.5表达式的目标代码
11.5.6Offset原理
11.5.7类的多态性
11.5.8目标代码区
11.5.9方法的动态绑定
11.5.10快速动态绑定目标代码
主要参考文献

⑷ 编译原理优化遵循哪些原则

真好奇的话,可以去翻翻《编译原理》。不然,咱们只需要知道:1、优化有执行速度优化和空间优化两种;2、优化级别越高,对代码编写质量的要求越高。如恰当地应用递归,使用volatile关键字等等,所以现实工程中一般不会开到最高优化级;3、想不出来了。。

⑸ 南航计算机科学与技术专业复试科目541离散数学和编译原理

京航空航天大学541离散数学与编译原理2012年考研大纲:

《离散数学(第三版)》耿素云、屈婉玲、张立昂编,清华大学出版社 2004年;
《编译原理》陈火旺编,国防工业出版社,2000年,第三版。

离散数学部分
1. 命题逻辑与一阶逻辑
1.1. 联结词、量词、谓词
1.2. 命题逻辑范式
1.3. 合式公式、解释、等值式
1.4. 推理理论
2. 集合与关系
2.1. 集合的运算与性质
2.2. 关系的运算、性质与闭包
2.3. 等价关系与偏序关系
2.4. 函数的运算与性质
3. 代数系统
3.1. 代数系统及其同态与同构
3.2. 半群与群
3.3. 格与布尔代数
4. 图与树
4.1. 图的定义与表示
4.2. 图的连通性、欧拉图、哈密尔顿图
4.3. 二部图、平面图
4.4. 树、生成树与根树
编译原理部分
第一章:了解有关编译程序的基本概念、结构
第二章:掌握语言的定义与文法描述的基本概念、术语与文法改造方法;
第三章:掌握有限自动机、正规式的概念、算法;正规式与有限自动机、正规文法的相互转换。
第四章:掌握LL(1)分析方法;算符文法;LR(K)分析方法。
第五章:掌握属性文法的概念;S―属性文法、L―属性文法的定义、翻译模式以及计算继承属性、综合属性的方法。
第六章:掌握赋值语句与布尔表达式的翻译;控制语句的翻译;过程调用与类型检查。
第七章:运行存储组织;静态与动态存储管理与实现。
第八章:掌握优化概念与局部优化、数据流方程与循环优化方法。

⑹ 编译原理

C语言编译过程详解
C语言的编译链接过程是要把我们编写的一个C程序(源代码)转换成可以在硬件上运行的程序(可执行代码),需要进行编译和链接。编译就是把文本形式源代码翻译为机器语言形式的目标文件的过程。链接是把目标文件、操作系统的启动代码和用到的库文件进行组织形成最终生成可执行代码的过程。过程图解如下:

从图上可以看到,整个代码的编译过程分为编译和链接两个过程,编译对应图中的大括号括起的部分,其余则为链接过程。
一、编译过程
编译过程又可以分成两个阶段:编译和汇编。
1、编译
编译是读取源程序(字符流),对之进行词法和语法的分析,将高级语言指令转换为功能等效的汇编代码,源文件的编译过程包含两个主要阶段:
第一个阶段是预处理阶段,在正式的编译阶段之前进行。预处理阶段将根据已放置在文件中的预处理指令来修改源文件的内容。如#include指令就是一个预处理指令,它把头文件的内容添加到.cpp文件中。这个在编译之前修改源文件的方式提供了很大的灵活性,以适应不同的计算机和操作系统环境的限制。一个环境需要的代码跟另一个环境所需的代码可能有所不同,因为可用的硬件或操作系统是不同的。在许多情况下,可以把用于不同环境的代码放在同一个文件中,再在预处理阶段修改代码,使之适应当前的环境。
主要是以下几方面的处理:
(1)宏定义指令,如 #define a b。
对于这种伪指令,预编译所要做的是将程序中的所有a用b替换,但作为字符串常量的 a则不被替换。还有 #undef,则将取消对某个宏的定义,使以后该串的出现不再被替换。
(2)条件编译指令,如#ifdef,#ifndef,#else,#elif,#endif等。
这些伪指令的引入使得程序员可以通过定义不同的宏来决定编译程序对哪些代码进行处理。预编译程序将根据有关的文件,将那些不必要的代码过滤掉
(3) 头文件包含指令,如#include "FileName"或者#include <FileName>等。
在头文件中一般用伪指令#define定义了大量的宏(最常见的是字符常量),同时包含有各种外部符号的声明。采用头文件的目的主要是为了使某些定义可以供多个不同的C源程序使用。因为在需要用到这些定义的C源程序中,只需加上一条#include语句即可,而不必再在此文件中将这些定义重复一遍。预编译程序将把头文件中的定义统统都加入到它所产生的输出文件中,以供编译程序对之进行处理。包含到C源程序中的头文件可以是系统提供的,这些头文件一般被放在/usr/include目录下。在程序中#include它们要使用尖括号(<>)。另外开发人员也可以定义自己的头文件,这些文件一般与C源程序放在同一目录下,此时在#include中要用双引号("")。
(4)特殊符号,预编译程序可以识别一些特殊的符号。
例如在源程序中出现的LINE标识将被解释为当前行号(十进制数),FILE则被解释为当前被编译的C源程序的名称。预编译程序对于在源程序中出现的这些串将用合适的值进行替换。
预编译程序所完成的基本上是对源程序的“替代”工作。经过此种替代,生成一个没有宏定义、没有条件编译指令、没有特殊符号的输出文件。这个文件的含义同没有经过预处理的源文件是相同的,但内容有所不同。下一步,此输出文件将作为编译程序的输出而被翻译成为机器指令。
第二个阶段编译、优化阶段。经过预编译得到的输出文件中,只有常量;如数字、字符串、变量的定义,以及C语言的关键字,如main,if,else,for,while,{,}, +,-,*,\等等。
编译程序所要作得工作就是通过词法分析和语法分析,在确认所有的指令都符合语法规则之后,将其翻译成等价的中间代码表示或汇编代码。
优化处理是编译系统中一项比较艰深的技术。它涉及到的问题不仅同编译技术本身有关,而且同机器的硬件环境也有很大的关系。优化一部分是对中间代码的优化。这种优化不依赖于具体的计算机。另一种优化则主要针对目标代码的生成而进行的。
对于前一种优化,主要的工作是删除公共表达式、循环优化(代码外提、强度削弱、变换循环控制条件、已知量的合并等)、复写传播,以及无用赋值的删除,等等。
后一种类型的优化同机器的硬件结构密切相关,最主要的是考虑是如何充分利用机器的各个硬件寄存器存放的有关变量的值,以减少对于内存的访问次数。另外,如何根据机器硬件执行指令的特点(如流水线、RISC、CISC、VLIW等)而对指令进行一些调整使目标代码比较短,执行的效率比较高,也是一个重要的研究课题。
2、汇编
汇编实际上指把汇编语言代码翻译成目标机器指令的过程。对于被翻译系统处理的每一个C语言源程序,都将最终经过这一处理而得到相应的目标文件。目标文件中所存放的也就是与源程序等效的目标的机器语言代码。目标文件由段组成。通常一个目标文件中至少有两个段:
代码段:该段中所包含的主要是程序的指令。该段一般是可读和可执行的,但一般却不可写。
数据段:主要存放程序中要用到的各种全局变量或静态的数据。一般数据段都是可读,可写,可执行的。
UNIX环境下主要有三种类型的目标文件:
(1)可重定位文件
其中包含有适合于其它目标文件链接来创建一个可执行的或者共享的目标文件的代码和数据。
(2)共享的目标文件
这种文件存放了适合于在两种上下文里链接的代码和数据。
第一种是链接程序可把它与其它可重定位文件及共享的目标文件一起处理来创建另一个 目标文件;
第二种是动态链接程序将它与另一个可执行文件及其它的共享目标文件结合到一起,创建一个进程映象。
(3)可执行文件
它包含了一个可以被操作系统创建一个进程来执行之的文件。汇编程序生成的实际上是第一种类型的目标文件。对于后两种还需要其他的一些处理方能得到,这个就是链接程序的工作了。
二、链接过程
由汇编程序生成的目标文件并不能立即就被执行,其中可能还有许多没有解决的问题。
例如,某个源文件中的函数可能引用了另一个源文件中定义的某个符号(如变量或者函数调用等);在程序中可能调用了某个库文件中的函数,等等。所有的这些问题,都需要经链接程序的处理方能得以解决。
链接程序的主要工作就是将有关的目标文件彼此相连接,也即将在一个文件中引用的符号同该符号在另外一个文件中的定义连接起来,使得所有的这些目标文件成为一个能够被操作系统装入执行的统一整体。
根据开发人员指定的同库函数的链接方式的不同,链接处理可分为两种:
(1)静态链接
在这种链接方式下,函数的代码将从其所在地静态链接库中被拷贝到最终的可执行程序中。这样该程序在被执行时这些代码将被装入到该进程的虚拟地址空间中。静态链接库实际上是一个目标文件的集合,其中的每个文件含有库中的一个或者一组相关函数的代码。
(2) 动态链接
在此种方式下,函数的代码被放到称作是动态链接库或共享对象的某个目标文件中。链接程序此时所作的只是在最终的可执行程序中记录下共享对象的名字以及其它少量的登记信息。在此可执行文件被执行时,动态链接库的全部内容将被映射到运行时相应进程的虚地址空间。动态链接程序将根据可执行程序中记录的信息找到相应的函数代码。
对于可执行文件中的函数调用,可分别采用动态链接或静态链接的方法。使用动态链接能够使最终的可执行文件比较短小,并且当共享对象被多个进程使用时能节约一些内存,因为在内存中只需要保存一份此共享对象的代码。但并不是使用动态链接就一定比使用静态链接要优越。在某些情况下动态链接可能带来一些性能上损害。
我们在linux使用的gcc编译器便是把以上的几个过程进行捆绑,使用户只使用一次命令就把编译工作完成,这的确方便了编译工作,但对于初学者了解编译过程就很不利了,下图便是gcc代理的编译过程:

从上图可以看到:
预编译
将.c 文件转化成 .i文件
使用的gcc命令是:gcc –E
对应于预处理命令cpp
编译
将.c/.h文件转换成.s文件
使用的gcc命令是:gcc –S
对应于编译命令 cc –S
汇编
将.s 文件转化成 .o文件
使用的gcc 命令是:gcc –c
对应于汇编命令是 as
链接
将.o文件转化成可执行程序
使用的gcc 命令是: gcc
对应于链接命令是 ld
总结起来编译过程就上面的四个过程:预编译、编译、汇编、链接。了解这四个过程中所做的工作,对我们理解头文件、库等的工作过程是有帮助的,而且清楚的了解编译链接过程还对我们在编程时定位错误,以及编程时尽量调动编译器的检测错误会有很大的帮助的。
是否可以解决您的问题?

⑺ 编译原理 代码优化的方法有哪些

  1. 最直接有效的就是使用css+div的格式,将网页中的样式都放到css中,代码直接调取相应的css文件

  2. 写代码的时候不需要的空格不要留,减小代码所占的空间

⑻ 编译原理学了有什么用

对大多数人来说,学过编译原理,应该可以知道对于很多代码的优化,编译器其实可以做好,不需要自己写代码的时候杞人忧天。在通用、局部的优化上,甚至编译器往往做得比程序员好。

大概率会意识到编译原理背后的故事,也许会沉迷在某个方向,也许还会乐于看一些奇妙的parser构建方式。

大概还可能会去学习类型系统,发现形式化的故事似乎在很多方面都有对应的版本,而后,他们也许会尝试走向研究,去挑战目前都没有好好解决的代码优化问题,也许会走向应用,用起LLVM,在上面加个target,支持一些新硬件,做个新语言的前端等。

编译原理是计算机专业的一门重要专业课,旨在介绍编译程序构造的一般原理和基本方法。内容包括语言和文法、词法分析、语法分析、语法制导翻译、中间代码生成、存储管理、代码优化和目标代码生成。 编译原理是计算机专业设置的一门重要的专业课程。

编译原理课程是计算机相关专业学生的必修课程和高等学校培养计算机专业人才的基础及核心课程,同时也是计算机专业课程中最难及最挑战学习能力的课程之一。编译原理课程内容主要是原理性质,高度抽象。

编译可以分为五个基本步骤:词法分析、语法分析、语义分析及中间代码的生成、优化、目标代码的生成。这是每个编译器都必须的基本步骤和流程, 从源头输入高级语言源程序输出目标语言代码。

1、词法分析

词法分析器是通过词法分析程序对构成源程序的字符串从左到右的扫描, 逐个字符地读, 识别出每个单词符号, 识别出的符号一般以二元式形式输出, 即包含符号种类的编码和该符号的值。

词法分析器一般以函数的形式存在, 供语法分析器调用。当然也可以一个独立的词法分析器程序存在。完成词法分析任务的程序称为词法分析程序或词法分析器或扫描器。

2、语法分析

语法分析是编译过程的第二个阶段。这阶段的任务是在词法分析的基础上将识别出的单词符号序列组合成各类语法短语, 如“语句”, “表达式”等.语法分析程序的主要步骤是判断源程序语句是否符合定义的语法规则, 在语法结构上是否正确。

而一个语法规则又称为文法, 乔姆斯基将文法根据施加不同的限制分为0型、1型、2型、3型文法, 0型文法又称短语文法, 1型称为上下文有关文法, 2型称为上下文无关文法, 3型文法称为正规文法, 限制条件依次递增。

3、语义分析

词法分析注重的是每个单词是否合法, 以及这个单词属于语言中的哪些部分。语法分析的上下文无关文法注重的是输入语句是否可以依据文法匹配产生式。

那么, 语义分析就是要了解各个语法单位之间的关系是否合法。实际应用中就是对结构上正确的源程序进行上下文有关性质的审查, 进行类型审查等。

4、中间代码生成与优化

在进行了语法分析和语义分析阶段的工作之后, 有的编译程序将源程序变成一种内部表示形式, 这种内部表示形式叫做中间语言或中间表示或中间代码。

所谓“中间代码”是一种结构简单、含义明确的记号系统, 这种记号系统复杂性介于源程序语言和机器语言之间, 容易将它翻译成目标代码。另外, 还可以在中间代码一级进行与机器无关的优化。

5、目标代码的生成

根据优化后的中间代码, 可生成有效的目标代码。而通常编译器将其翻译为汇编代码, 此时还需要将汇编代码经汇编器汇编为目标机器的机器语言。

6、出错处理

编译的各个阶段都有可能发现源码中的错误, 尤其是语法分析阶段可能会发现大量的错误, 因此编译器需要做出错处理, 报告错误类型及错误位置等信息。

⑼ 编译原理全部的名词解释

书上有别那么懒!。。。。
编译过程的六个阶段:词法分析,语法分析,语义分析,中间代码生成,代码优化,目标代码生成
解释程序:把某种语言的源程序转换成等价的另一种语言程序——目标语言程序,然后再执行目标程序。解释方式是接受某高级语言的一个语句输入,进行解释并控制计算机执行,马上得到这句的执行结果,然后再接受下一句。
编译程序:就是指这样一种程序,通过它能够将用高级语言编写的源程序转换成与之在逻辑上等价的低级语言形式的目标程序(机器语言程序或汇编语言程序)。
解释程序和编译程序的根本区别:是否生成目标代码
句子的二义性(这里的二义性是指语法结构上的。):文法G[S]的一个句子如果能找到两种不同的最左推导(或最右推导),或者存在两棵不同的语法树,则称这个句子是二义性的。
文法的二义性:一个文法如果包含二义性的句子,则这个文法是二义文法,否则是无二义文法。
LL(1)的含义:(LL(1)文法是无二义的; LL(1)文法不含左递归)
第1个L:从左到右扫描输入串 第2个L:生成的是最左推导
1 :向右看1个输入符号便可决定选择哪个产生式
某些非LL(1)文法到LL(1)文法的等价变换: 1. 提取公因子 2. 消除左递归
文法符号的属性:单词的含义,即与文法符号相关的一些信息。如,类型、值、存储地址等。
一个属性文法(attribute grammar)是一个三元组A=(G, V, F)
G:上下文无关文法。
V:属性的有穷集。每个属性与文法的一个终结符或非终结符相连。属性与变量一样,可以进行计算和传递。
F:关于属性的断言或谓词(一组属性的计算规则)的有穷集。断言或语义规则与一个产生式相联,只引用该产生式左端或右端的终结符或非终结符相联的属性。
综合属性:若产生式左部的单非终结符A的属性值由右部各非终结符的属性值决定,则A的属性称为综合属
继承属性:若产生式右部符号B的属性值是根据左部非终结符的属性值或者右部其它符号的属性值决定的,则B的属性为继承属性。
(1)非终结符既可有综合属性也可有继承属性,但文法开始符号没有继承属性。
(2) 终结符只有综合属性,没有继承属性,它们由词法程序提供。
在计算时: 综合属性沿属性语法树向上传递;继承属性沿属性语法树向下传递。
语法制导翻译:是指在语法分析过程中,完成附加在所使用的产生式上的语义规则描述的动作。
语法制导翻译实现:对单词符号串进行语法分析,构造语法分析树,然后根据需要构造属性依赖图,遍历语法树并在语法树的各结点处按语义规则进行计算。
中间代码(中间语言)
1、是复杂性介于源程序语言和机器语言的一种表示形式。
2、一般,快速编译程序直接生成目标代码。
3、为了使编译程序结构在逻辑上更为简单明确,常采用中间代码,这样可以将与机器相关的某些实现细节置于代码生成阶段仔细处理,并且可以在中间代码一级进行优化工作,使得代码优化比较容易实现。
何谓中间代码:源程序的一种内部表示,不依赖目标机的结构,易于代码的机械生成。
为何要转换成中间代码:(1)逻辑结构清楚;利于不同目标机上实现同一种语言。
(2)便于移植,便于修改,便于进行与机器无关的优化。
中间代码的几种形式:逆波兰记号 ,三元式和树形表示 ,四元式
符号表的一般形式:一张符号表的的组成包括两项,即名字栏和信息栏。
信息栏包含许多子栏和标志位,用来记录相应名字和种种不同属性,名字栏也称主栏。主栏的内容称为关键字(key word)。
符号表的功能:(1)收集符号属性 (2) 上下文语义的合法性检查的依据: 检查标识符属性在上下文中的一致性和合法性。(3)作为目标代码生成阶段地址分配的依据
符号的主要属性及作用:
1. 符号名 2. 符号的类型 (整型、实型、字符串型等))3. 符号的存储类别(公共、私有)
4. 符号的作用域及可视性 (全局、局部) 5. 符号变量的存储分配信息 (静态存储区、动态存储区)
存储分配方案策略:静态存储分配;动态存储分配:栈式、 堆式。
静态存储分配
1、基本策略
在编译时就安排好目标程序运行时的全部数据空间,并能确定每个数据项的单元地址。
2、适用的分配对象:子程序的目标代码段;全局数据目标(全局变量)
3、静态存储分配的要求:不允许递归调用,不含有可变数组。
FORTRAN程序是段结构,不允许递归,数据名大小、性质固定。 是典型的静态分配
动态存储分配
1、如果一个程序设计语言允许递归过程、可变数组或允许用户自由申请和释放空间,那么,就需要采用动态存储管理技术。
2、两种动态存储分配方式:栈式,堆式
栈式动态存储分配
分配策略:将整个程序的数据空间设计为一个栈。
【例】在具有递归结构的语言程序中,每当调用一个过程时,它所需的数据空间就分配在栈顶,每当过程工作结束时就释放这部分空间。
过程所需的数据空间包括两部分
一部分是生存期在本过程这次活动中的数据对象。如局部变量、参数单元、临时变量等;
另一部分则是用以管理过程活动的记录信息(连接数据)。
活动记录(AR)
一个过程的一次执行所需要的信息使用一个连续的存储区来管理,这个区 (块)叫做一个活动记录。
构成
1、临时工作单元;2、局部变量;3、机器状态信息;4、存取链;
5、控制链;6、实参;7、返回地址
什么是代码优化
所谓优化,就是对代码进行等价变换,使得变换后的代码运行结果与变换前代码运行结果相同,而运行速度加快或占用存储空间减少。
优化原则:等价原则:经过优化后不应改变程序运行的结果。
有效原则:使优化后所产生的目标代码运行时间较短,占用的存储空间较小。
合算原则:以尽可能低的代价取得较好的优化效果。
常见的优化技术
(1) 删除多余运算(删除公共子表达式) (2) 代码外提 +删除归纳变量+ (3)强度削弱; (4)变换循环控制条件 (5)合并已知量与复写传播 (6)删除无用赋值
基本块定义
程序中只有一个入口和一个出口的一段顺序执行的语句序列,称为程序的一个基本块。

给我分数啊。。。

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