طراحی کامپایلر |Compiler design |پاورپوینت

طراحی کامپایلر امروز می خوایم این مقاله را در سایت دانشکده ها قرار دهیم که در یک فایل پاورپوینت آماده تهیه شده است.

گروه کامپیوتر             اصول طراحی کامپایلر                                      صفحه دو

طراحی کامپایلر

جايگاه درس در رشته کامپيوتر

ضرورت اين درس:

ضرورت نياز به زبانهای سطح بالا

ضرورت ترجمه برنامه های نوشته شده با زبان سطح بالا به برنامه به زبان ماشين

تنوع زبانهای برنامه نويسی سطح بالا

دروس پيش نياز: نظريه زبانها و ماشين، طراحی و پياده سازی زبانها

نوع درس: اجباري

تعدادکل ساعات تدريس:30

تعداد جلسات تدريس:10

فصل اول: مقدمه اي بر کامپايلر

اهداف رفتاري:

دانشجو پس  از مطالعه اين فصل با مفاهيم زير آشنا خواهد شد:

برنامه هاي تحليل کننده

آشنايي با بخش تحليل و بخش سنتز کامپايلر

ابزارهای ساخت کامپايلر

1-1 نمونه اي از برنامه هاي تحليل کننده

ويرايشگرهاي ساختار

چاپگرهاي pretty printer

بررسي کننده هاي ايستا

مفسرها

شکل دهنده هاي متن

کامپايلرهاي سيليسيومي

مفسرهاي پرس و جو

1-2 تعريف كامپايلر

1-  ترجمه برنامه از زبان مبدا به برنامه معادل دز زبان مياني مانند اسمبلي

2- گزارش وجود خطاها را در برنامه مبدا به كاربر.

برنامه مقصد             کامپايلر «تحليل+ سنتز»                               برنامه مبدأ

 

1-3 طبقه بندي كامپايلرها

دسته بندي كامپايلرها بر اساس چگونگي ساخت و عمليات:

تك گذره

چند گذره

اشكال زدا و Load-and-go

بهينه ساز

1-4 عمليات كامپايلر

بخش تحليل                       تجزيه برنامه مبدا به اجزاي تشكيل دهنده اش

توليد كد مياني از برنامه مبدا

بخش سنتز                       تبديل كد مياني به برنامه مقصد در زبان ديگر

نياز به بيشترين روشهاي خاص

1-5 سيستم پردازش زبان

اجزاي سيستم

پيش پردازشگر

كامپايلر

اسمبلر

باركننده و ويرايشگر الحاق

1-5-1پيش پردازشگر

جمع آوري ماژولهاي برنامه مبدا موجود در فايلهاي جداگانه

تبديل بخشهاي خلاصه شده بنام درشت دستورات به احكام

زبان مبدا

۲ ارتباطات در سیستم پردازش زبان -۵-۱

پیش پردازشگر
باركننده / ویرایشگر الحاق
كامپایلر
اسمبلر
اسكلت برنامه
مبدا
برنامه مبدا
برنامه اسمبلي مقصد
كد ماشین جابجاپذیر
كد ماشین
كتابخانه فایل
ھاي مقصد
جابجاپذیر

1-6 سه فاز تحليل در عمل کامپايل

تشخيص نشانه ها	تحليل خطي(تحليل لغوي يا پويش)
گروه بندي نشانه هاي برنامه مبدا به جملات گرامري	تحليل سلسله مراتبي(تحليل نحوي يا تجزيه)
بررسي خطاهاي معنايي برنامه	تحليل معنايي

1-7 مراحل كامپايل

جلوبندي( گروه فازهاي متوالي وابسته به زبان مبدا)

1- تحليل لغوي

2- تحليل نحوي

3- تحليل معنايي

عقب بندي( گروه فازهاي متولي وابسته به زبان مقصد)

4- توليد كد مياني

5- بهينه سازي كد

6- توليد كد نهايي

1-7-1 نمودار مراحل كامپايل

تحلیل گر لغوي
تحلیل گر نحوي
تحلیل گر معنایي
تولید كننده كد میاني
بھینھ ساز كد
تولیدكننده كد نھایي
مدیر جدول نماد
اداره كننده خطا

1-7-2 مراحل کامپايلر- تحليل گر لغوي

مرور متن برنامه به صورت حرف به حرف

تبديل آنها به نشانه ها ( كلمات كليدي، عملگر، جداكننده،

ثوابت و شناسه)

 1-7-2 مراحل كامپايل- تحليل گر نحوي

بررسي خروجي تحليل لغوي

ساخت درخت تجزيه از نشانه ها

 1-7-2 مراحل كامپايل – تحليل گر معنايي

بررسي برنامه مبدا براي يافتن خطاهاي معنايي

جمع آوري اطلاعات مربوط به نوع داده ها

1-7-2 مراحل كامپايل – توليد كد مياني

خواندن برنامه ورودي

تبديل به برنامه اي در زبان مياني مانند اسمبلي

1-7-2 مراحل كامپايل – بهينه ساز كد

بهينه كردن كد مياني ( حذف متغيرهاي مياني غير ضروري)

سرعت بخشيدن به توليد كد نهايي

1-7-2 مراحل كامپايل – توليد كننده كد نهايي

تبديل كد مياني بهينه به كد جابجاپذير يا اسمبلي

تعيين مكانهاي حافظه براي متغيرهاي برنامه

انتساب متغيرها به ثبات هاي ماشين

1-7-2 مراحل كامپايل – مديريت جدول نماد

تعريف

ساختمان داده اي شامل ركورد براي شناسه و ميدانهايي براي

صفات أن

هدف

فراهم كردن شناسايي سريع ركورد شناسه بمنظور

ذخيره و بازيابي داده هايش

مثال از مراحل كامپايل: عبارت  Area:= Pos + Rate * 50

Area:= Pos + Rate * 50
تحلیل گر لغوي
id1:= id2+ id3 * 50
id1
id2
id3
:=
+
*
id1
id2
id3
50
:=
+
*
Into real
تحلیل معنایي
tem1:=into real 50
tem2:=id3 * tem1
tem3:= id2 + tem2
Id1:= tem3
تولید كد میاني
tem1:= id3 * 50.0
Id1:= id2 + tem1
بھینھ ساز
Mov id, R2
Mul 50.0 , R2
Mov R1, id1
Mov id2 , R1
Add R2, R1
50

بهم ریختگی بالا بخاطر کپی کردن متن از پاورپوینت است و در پاورپوینت هیچ بهم ریختگی وجود ندارد.

1-8 ابزارهاي ساخت كامپايلر

مولدهاي تجزيه كننده

توليد كننده هاي پويشگر

موتورهاي ترجمه نحوگرا

مولدهاي كد خودكار

موتورهاي جريان داده

فصل دوم :نحو زبان و تجزيه

اهداف رفتاري:

دانشجو پس  از مطالعه اين فصل با مفاهيم زير آشنا خواهد شد:

گرامر

اشتقاق و تجزيه

تعريف نحوگرا

درخت نحوی

تجزيه بالا به پايين و پايين به بالا

ترجمه

2-1 گرامر

تعريف

گرامر: روش ساخت رشته هايي متشكل از نمادها

کاربرد

وسيله تشخيص عضويت يك رشته در زبان

مشخص كننده ساختار يك زبان

2-2 تعريف رياضي گرامر

گرامر 4 گانه  {N, T, S, P} = G

N=  مجموعه غير پايانه ها

= T مجموعه پايانه ها

S =  عضو شروع

P =  مجموعه قوانين توليد رشته هاي زبان

مثال از يك گرامر

N = { E, F }

T = { +, * , / ,id }

S = E

P = { E ® F * id  ,  F ® F / E  ,  F ® F + F }

رشته توليدي نمونه                 id * id+ id

2-3 اشتقاق

فرآيند توليد رشته از گرامر با شروع از عنصر ابتداي

گرامر و استفاده از قوانين.

انواع اشتقاق

از چپ: در هر قدم انجام جايگزيني روي سمت چپ ترين غيرپايانه

از راست: در هر قدم انجام جايگزيني روي سمت راست ترين غيرپايانه