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1、考试安排：7月13日（20周周三），15：00-17:00,20208填空10X1分、选择10X2分、简答4X5分、大题5X10分考试大题：循环优化 LL(1).定义之类的 算符优先算法 自下而上分析法（20分，选择、填空、大题）第一章 引论一编译程序(compiler):把某一种高级语言程序等价地转换成另一种低级语言程序(如汇编语言或机器语言程序)的程序二编译程序的工作的五个阶段:词法分析、语法分析、中间代码产生、优化、目标代码产生1. 词法分析Pascal语言任务: 输入源程序，对构成源程序的字符串进行扫描和分解，识别出一个个单词符号。依循的原则：构词规则描述工具：有限自动机FOR I :
2、= 1 TO 100 DO保留字 标识符 等符 整常数 保留字 整常数 保留字2. 语法分析任务:在词法分析的基础上，根据语言的语法规则把单词符号串分解成各类语法单位。依循的原则：语法规则述工具：上下文无关文法3. 语义分析与中间代码产生任务:对各类不同语法范畴按语言的语义进行初步翻译。（变量是否定义、类型是否正确等）依循的原则：语义规则中间代码:三元式，四元式，逆波兰记号，树形结构等。是一种独立于具体硬件的记号系统。例：将Z:=X + 0.618 * Y 翻译成四元式为(1) * 0.618 Y T1(2) + X T1 T2(3) := T2 _ Z4. 优化任务：对于前阶段产生的中间代码
3、进行加工变换，以期在最后阶段产生更高效的目标代码。依循的原则：程序的等价变换规则FOR K:=1 TO 100 DO BEGIN M := I + 10 * K; N := J + 10 * K; END4. 目标代码产生任务: 把中间代码变换成特定机器上的目标代码。依赖于硬件系统结构和机器指令的含义目标代码三种形式:a) 绝对指令代码: 可直接运行 b) 可重新定位指令代码: 需要连接装配c) 汇编指令代码: 需要进行汇编三. 编译程序结构u 编译程序总框 (简答题5分)第二章 高级语言及其语法描述2.1.1语法词法规则：单词符号的形成规则。a) 单词符号是语言中具有独立意义的最基本结构。一
4、般包括：常数、标识符、基本字、算符、界符等。b) 描述工具：正规式和有限自动机语法规则：语法单位的形成规则。a) 语法单位通常包括：表达式、语句、分程序、过程、函数、程序等;c) 描述工具：上下文无关文法2.1.2语义语义：一组规则，用它可以定义一个程序的意义。描述方法：a) 自然语言描述：隐藏错误、二义性和不完整性b) 形式描述：F 无二义性F 完整性多数语言中，算符的优先顺序如下：u 乘幂（*或）优先级由高自低u 一元负（-）u 乘、除u 加、减不同的语言对算符优先级的规定有差异，甚至差异很大！u 关系符（,=,）u 非（，not）u 与(，&，and )u 或(,|,or,)u 隐含(
5、或imp)u 等值（ 或epui，或 ）2.3 程序语言的语法描述1. 几个概念:a) 考虑一个有穷 字母表 字符集b) 其中每一个元素称为一个字符c) 上的字(也叫字符串) 是指由中的字符所构成的一个有穷序列d) 不包含任何字符的序列称为空字，记为e) 用*表示上的所有字的全体,包含空字例如: 设 =a， b，则 *=,a,b,aa,ab,ba,bb,aaa,.f) *的子集U和V的连接（积）定义为UV ab | aU & bV 例如: 设：U a, aa ,V b, bb 那么：UV= ab, abb, aab, aabb g) V自身的 n次积记为Vn=VVVh) 规定V0=e，令V*=
6、V0V1V2V3 称V*是V的闭包;记 VVV* ，称V+是V的正规闭包。例如: 设：U a, aa 那么：U* = e , a, aa, aaa, aaaa, U = a, aa, aaa, aaaa, i) 0型(短语文法，图灵机)： 产生式形如： a b 其中：a (VT VN)*且至少含有一个非终结符；b (VT VN)* 任何0型语言都是递归可枚举的。j) 1型(上下文有关文法，线性界限自动机)： 产生式形如： a b 其中：|a| |b|，仅 Se 例外。意味着对非终结符进行替换时务必考虑上下文，并且，一般不允许替换成空串e 。k) 2型(上下文无关文法，非确定下推自动机)： 产生
7、式形如： A b 其中：A VN；b (VT VN)*。非终结符的替换可以不必考虑上下文。l) 3型(正规文法，有限自动机)：右线性文法 产生式形如： A aB 或 A a 其中： a VT*；A，BVN左线性文法 产生式形如： A Ba 或 A a 其中： a VT*；A，BVN正规文法的能力要比上下文无关文法弱得多。四种类型描述能力比较 m) 上下文无关文法的定义： 一个上下文无关文法G是一个四元式 G=(VT，VN，S，P)，其中VT：终结符集合(非空)VN：非终结符集合(非空)，且VT VN=S：文法的开始符号，SVNP：产生式集合(有限)，每个产生式形式为Pa， PVN， a (VT
8、 VN)*开始符S至少必须在某个产生式的左部出现一次。例：文法G1(A)： A c|AbG1(A)的语言解：L(G1)=c，cb，cbb，以c开头，后继若干个bn) 定义：如果一个文法存在某个句子对应两颗不同的语法树，则说这个文法是二义的。G(E)： E i|E+E|E*E|(E) 是二义文法。o) 语言的二义性：一个语言是二义性的，如果对它不存在无二义性的文法。可能存在G和G，一个为二义的，一个为无二义的。但L(G)=L(G) 2. 状态转换图 a) 概念：状态转换图是一张有限方向图。b) 结点代表状态，用圆圈表示。c) 状态之间用箭弧连结，箭弧上的标记(字符)代表射出结状态下可能出现的输入
9、字符或字符类。d) 一张转换图只包含有限个状态，其中有一个为初态，至少要有一个终态3. 正规运算符优先顺序在不致混淆时，括号可以省去，但规定算符的优先顺序为：*（闭包） .（连接） |（或）4. 3型文法-正规式 G的任何产生式为 A aB 或 A a 其中： a VT*；A，BVN 3型文法等价于正规式，所以也称正规文法。3.3.2 确定有限自动机(DFA)对状态图进行形式化，则可以下定义：自动机M是一个五元式M=(S, S, f, S0, F),其中：a) S: 有穷状态集，b) S：输入字母表(有穷)，c) f: 状态转换函数，为SSS的单值部分映射，f(s，a)=s表示：当现行状态为s
10、，输入字符为a时，将状态转换到下一状态s。我们把s称为s的一个后继状态。d) S0S是唯一的一个初态； e) FS ：终态集(可空)。例如：DFA M=(0，1，2，3，a，b，f，0，3)， 其中：f定义如下：f(0，a)=1f(0，b)=2f(1，a)=3 f(1，b)=2f(2，a)=1f(2，b)=3f(3，a)=3 f(3，b)=3 3.3.3 非确定有限自动机(NFA)定义：一个非确定有限自动机(NFA) M是一个五元式M=(S, S, f, S0, F)，其中：1 S: 有穷状态集；2 S ：输入字母表(有穷)；3 f: 状态转换函数，为SS*2S的部分映射(非单值)；4 S0S
11、是非空的初态集；5 F S ：终态集(可空)。从状态图中看NFA 和DFA的区别： 1 弧上的标记可以是S*中的一个字，而不一定是单个字符； 2 同一个字可能出现在同状态射出的多条弧上。DFA是NFA的特例。定义：对于任何两个有限自动机M和M，如果L(M)=L(M)，则称M与M等价。自动机理论中一个重要的结论：判定两个自动机等价性的算法是存在的。对于每个NFA M存在一个DFA M，使得 L(M)=L(M)。亦即DFA与NFA描述能力相同。把上述NFA确定化采用子集法.设I是M的状态集的一个子集，定义I的e-闭包e-closure(I)为: i) 若sI，则se-closure(I)； ii)
12、 若sI，则从s出发经过任意条e弧而能到达的任何状态s都属于e-closure(I) 即 e-closure(I)=Is|从某个sI出发经过任意条e弧能到达s例：设a是S中的一个字符，定义 Ia= e-closure(J)其中，J为I中的某个状态出发经过一条a弧而到达的状态集合。 3.3.4 正规文法与有限自动机的等价性定理： 1.对每一个右线性正规文法G或左线性正规文法G，都存在一个有限自动机(FA) M，使得L(M)L(G)。2.对每一个FA M，都存在一个右线性正规文法GR和左线性正规文法GL，使得L(M)L(GR)L(GL)。3.3.5 正规式与有限自动机的等价性定理： 1. 对任何F
13、A M，都存在一个正规式r，使得L(r)=L(M)。 2. 对任何正规式r，都存在一个FA M，使得L(M)=L(r)。2 对转换图概念拓广，令每条弧可用一个正规式作标记。(对一类输入符号)3.3.6 确定有限自动机的化简u 对DFA M的化简:寻找一个状态数比M少的DFA M，使得L(M)=L(M)u 假设s和t为M的两个状态，称s和t等价:如果从状态s出发能读出某个字a而停止于终态，那么同样，从t出发也能读出a而停止于终态；反之亦然。u 两个状态不等价，则称它们是可区别的。u 对一个DFA M最少化的基本思想: 把M的状态集划分为一些不相交的子集，使得任何两个不同子集的状态是可区别的，而同一子集的任何两个状态是等价的。最后，让每个子集选出一个代表，同时消去其他状态。I(1)=0,
