编译原理 教学课件 ppt 作者 康慕宁 林奕 讲稿_1
55页1、1,第一章 绪论,2,内容,汇编语言和高级程序设计语言 编译器基本构造 编译技术 编译器工作过程,3,1.1 汇编语言和高级语言,汇编语言、机器语言的特点 面向机器,CPU可直接执行 每个操作仅完成简单功能 缺少高层抽象元素的表示方法,直接访问内存地址 难以在不同机器间移植 程序编写复杂困难,4,汇编语言和高级语言,高级语言 面向程序员,机器不能直接执行,必须经过编译或解释才能执行 支持复杂的计算组合和流程控制 支持抽象的数据类型,通过名字访问变量、对象、类、函数等抽象元素 容易在不同机器间移植 编写复杂程序更为方便直观,1.1 汇编语言和高级语言,5,C语言程序 x=a+b+c+d 对应的汇编程序 mov eax,dword ptr ebp-8 add eax,dword ptr ebp-0Ch add eax,dword ptr ebp-10h add eax,dword ptr ebp-14h mov dword ptr ebp-4,eax,1.1 汇编语言和高级语言,6,1.1 汇编语言和高级语言,7,1.2 编译器的基本概念,狭义的编译器 将高级语言编写程序翻译为汇编或二进制
2、代码的软件系统 主要功能: 判断程序的合法性 程序被等价翻译为低级语言 程序错误的识别与提示,8,狭义的编译器,源程序,编译器 判断程序的合法性 程序被等价翻译为低级语言 程序错误的识别与提示,汇编或二进制可执行程序,语义等价,1.2 编译器的基本概念,9,广义的编译器,广义的编译器 将一种语言编写的程序,翻译为具有相同功能的另一种语言的程序的软件,1.2 编译器的基本概念,10,广义的编译器,C+源码,编译器 判断程序的合法性 程序被等价翻译为其他语言 程序错误的识别与提示,C源码,语义等价,1.2 编译器的基本概念,11,编译器和解释器,编译器将一种语言编写的程序,翻译为另一种语言表示的程序 C+程序可执行程序 C语言源程序 汇编程序 但这些程序本身并不能执行,而只是保存在磁盘或其他介质上的符号的集合,1.2 编译器的基本概念,12,谁执行程序?,1、计算机 2、解释器 3、虚拟机,1.2 编译器的基本概念,13,计算机执行程序,1.2 编译器的基本概念,14,解释器的基本概念,解释器是运行在某个硬件平台上的一种软件。该软件负责读取输入的程序代码,并对其进行相应的计算或执行相应的功
3、能,1.2 编译器的基本概念,15,解释器的用途,浏览器内的HTML解释器,HTML网页源文件,浏览器内显示的网页,CAD等设计图源文件,CAD内的文件格式解释器,CAD设计图的图形显示,Matlab/TCL/Dos批处理等解释性程序,Matlab/TCL/Dos批处理解释器,程序执行的交互序列与计算结果,1.2 编译器的基本概念,16,编译器与虚拟机,编译器只把程序翻译为另一种语言的程序,而并不负责对翻译结果进行执行 CPU和解释器才是对翻译结果的执行者 解释器的两种类型: 1、高级语言解释器 2、低级语言解释器(虚拟机),1.2 编译器的基本概念,17,高级语言解释器 输入的是具有复杂语法、语义结构的源程序,如Basic语言,TCL/Tk语言,Matlab的m语言等编写的源程序,Dos批处理程序、Linux的Shell脚本程序 直接执行该程序的各种计算与交互任务 高级语言解释器的特点 结构复杂,执行效率低,1.2 编译器的基本概念,18,虚拟机,高级语言的优点 面向程序员,与底层硬件无关 编译与执行分离,执行效率高 可移植性好 高级语言的不足 移植时需要重新编译 不同平台虽然差别不
4、大,但即使微小的差别也可能引起移植时巨大的麻烦,1.2 编译器的基本概念,19,虚拟机(续),虚拟机 专门设计的具有通用性虚拟计算机 包括专门的指令集(通常称为字节码) 包括特定的内存管理体制 支持标准的数据表示格式(如IEEE浮点格式) 支持线程、锁等复杂模型,1.2 编译器的基本概念,20,虚拟机的实现,软件实现的虚拟机 如Java虚拟机,可用来解释执行编译后的字节码程序 硬件实现的“虚拟机” 实际上,硬件实现的应该是真实的机器。但由于其指令集和体系结构是符合某种虚拟机规范的,因此也可认为是“虚拟机” 例如,直接实现Java虚拟机的硬件Java机器,1.2 编译器的基本概念,21,1.2 编译器的基本概念,CPU,操作系统,进程,进程,Java 虚拟机,字节码程序 字节码指令 字节码指令 字节码指令 ,读取指令,读/写数据,用软件执行诸如加、减、乘、除等计算,虚拟机内存,22,1.3 编译技术的基本构造与工作原理,编译器和语言的规格说明 语言手册与规范 程序员手册与编程书籍 以上两种只有编译器设计者人工阅读,并将其转换为软件设计方案。存在二义性,无法保证不同编译器设计者的理解是完全
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