INE5317 Linguagens Formais e Compiladores. Ricardo Azambuja Silveira INE-CTC-UFSC URL:

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1 INE5317 Linguagens Formais e Compiladores Ricardo Azambuja Silveira INE-CTC-UFSC silveira@inf.ufsc.br URL:

2 Plano de Ensino OBJETIVO GERAL: Estudar a teoria das linguagens formais visando sua aplicação na especificação de linguagens de programação e na construção de compiladores. 09/13/06 Prof. Ricardo Silveira 2/21

3 Plano de Ensino OBJETIVOS ESPECÍFICOS: Dar uma visão geral do processo de compilação sob o ponto de vista de implementação. Dar uma visão geral da Teoria da Computação sob a ótica da Teoria das Linguagens Formais. Dar ao aluno noções de linguagens formais e suas representações. Estudar autômatos e gramáticas, enfatizando seus aspectos teóricos e suas aplicações. Estudar as técnicas formais de análise sintática. 09/13/06 Prof. Ricardo Silveira 3/21

4 Programa 1)Introdução: Compiladores, Teoria da computação. Teoria das linguagens formais. 8hs 2)Gramáticas: Motivação. Definição formal. Derivação e redução. Sentença, forma sentencial e linguagens. Tipos de gramáticas. Sentença vazia. Recursividade das G.S.C. 18hs 3)Autômatos finitos: Determinísticos (AFD) e Não Determinísticos (AFND). Transformação de AFND para AFD. Relação entre AF e GR. Minimização de AFD. Conjuntos regulares e Expressões Regulares. Implementação de AF. Propriedades e problemas de decisão das L.R. Aplicações de A.F. e E.R. 16hs 09/13/06 Prof. Ricardo Silveira 4/21

5 Programa 4)Gramáticas livre de contexto (GLC) e autômatos de pilha (PDA): Introdução. Árvore de derivação. Formas de derivação em GLC. Gramática ambígua. Transformações em GLC. Tipos especiais de GLC. PDA. Equivalência entre PDA e GLC. Propriedades e problemas de decisão das LLC. Aplicações. 14Hs 5)Análise Sintática: Introdução. Classes de analisadores. Analisadores ascendentes e descendentes: Estudo das principais técnicas existentes. 16hs 09/13/06 Prof. Ricardo Silveira 5/21

6 Cronograma DATA ASSUNTO 13/09 Plano de Ensino Conceitos Básicos 15/09 Estrutura geral doscompiladores 20/09 Introdução a Teoria da Computação 22/09 Gramaticas 27/09 Automatos Finitos 29/09 Automatos Finitos 04/10 Conjuntos Regulares e Expressões Regulares 06/10 Conjuntos Regulares e Expressões Regulares 11/10 Gramaticas regulares 13/10 EXERCICIOS 18/10 Prova I: 20/10 Gramaticas regulares 25/10 Gramaticas regulares 27/10 Gramaticas regulares 01/11 Gramaticas regulares 03/11 EXERCÍCIOS 08/11 Automatos finitos com saída 10/11 Automatos finitos com saída 09/13/06 Prof. Ricardo Silveira 6/21

7 Cronograma DATA ASSUNTO 15/11 FERIADO 17/11 Linguagens livres de contexto 22/11 Linguagens livres de contexto 24/11 Linguagens livres de contexto 29/11 Propriedades das Linguagens Livre de Contexto 01/12 Propriedades das Linguagens Livre de Contexto 06/12 EXERCÍCIOS 08/12 PROVA II 02/02 Análise Sintática 07/02 Análise Sintática 09/02 Análise Sintática 14/02 Análise Sintática 16/02 Entrega do trabalho 21/02 Feriado 23/02 Feriado 28/02 Tira dúvidas 02/03 Recuperação 09/13/06 Prof. Ricardo Silveira 7/21

8 Avaliação Critérios Será aprovado na disciplina o aluno que obtiver frequência superior a 75% e média final igual ou superior a 6.0 através da seguinte fórmula: MF = (P1 + P2 + T) / 3 onde: T = (T1 + T2 + 2TP) / 4 Recuperação: Se MF for maior ou igual 3 e menor que 6, o aluno poderá fazer uma prova de recuperação onde NF= (MF + NR)/2. Caso contrário, NF = MF. 09/13/06 Prof. Ricardo Silveira 8/21

9 Bibliografia 1. FURTADO, O. J. V. Apostila de Linguagens Formais e Compiladores versão 2 - UFSC, WOOD, D. Theory of Computation. Ed. John Wiley & Sons, AHO, A. V., SETHI, R.,ULLMAN, J. D.. Compiler-Principles, Techniques and tools. Ed. Addison-Wesley, HOPCROFT, J. E., ULLMAM, J. D. Formal Languagens and Their Relations to Automata. Addison-Wesley, HOPCROFT, J. F., ULLMAN, J. D.. Introduction to Automata Theory, Languagens and Computation. Ed. Addison-Wesley, /13/06 Prof. Ricardo Silveira 9/21

10 Bibliografia 6. SUDKAMP, T. A. Languages and Machines An Introduction to the Theory of Computer Science, 2. edição, Ed. Addison Wesley, MENEZES, P. B. Linguagens Formais e Autômatos, Ed. Sagra Luzzato, 5. edição, LEWIS, H. R. e PAPADIMITRIOU, C. H., Elementos de Teoria da Computação, Ed. Bookmam, 2. edição, AHO, A. V., ULLMAN, J. D. The Theory of Parsing, Translation, and Compiling. Volume I: Parsing. Ed Prentice-Hall, Inc. 1972, 542p 10. DIVERIO, T. A., MENEZES, P. B., Teoria da Computação Máquinas Universais e Computabilidade. Ed. Sagra Luzzatto, Porto Alegre, /13/06 Prof. Ricardo Silveira 10/21

11 Definições Preliminares bas eado em material produzido pelo prof Olinto Jos é Varela Furtado Tradutor É um programa que traduz um programa fonte escrito em uma linguagem qualquer (denominada linguagem fonte) para um programa objeto equivalente escrito em outra linguagem (denominada linguagem objeto) Pf / Lf Tradutor Po / Lo 09/13/06 Prof. Ricardo Silveira 11/21

12 Definições Preliminares Compilador É um Tradutor em que a linguagem fonte é uma linguagem de alto nível e a linguagem objeto é uma linguagem de baixo nível (assembly ou máquina) Po / La Pf / Lan Compilador Po / Lm 09/13/06 Prof. Ricardo Silveira 12/21

13 Definições Preliminares Interpretador É um programa que interpreta diretamente as instruções do programa fonte, gerando o resultado. Pf / Lq Interpretador Resultados 09/13/06 Prof. Ricardo Silveira 13/21

14 Definições Preliminares Tradutor/Interpretador Esquema híbrido para implementação de linguagens de programação Pf / Lan Tradutor Po / Lint Interpretador Resultados 09/13/06 Prof. Ricardo Silveira 14/21

15 Definições Preliminares Montador É um Tradutor em que o programa fonte está escrito em linguagem assembly e o programa objeto resultante está em linguagem de máquina Pf / La Montador Po / Lm 09/13/06 Prof. Ricardo Silveira 15/21

16 Definições Preliminares Pré-processador É um Tradutor em que tanto o programa fonte quanto o programa objeto estão escritos em linguagens de alto nível Pf/Lan1 Pré-Proc. Po/Lan2 09/13/06 Prof. Ricardo Silveira 16/21

17 Definições Preliminares Cross-Compiler Compilador que gera código para uma máquina diferente da utilizada na compilação. 09/13/06 Prof. Ricardo Silveira 17/21

18 Estrutura geral de um compilador P. Fonte Análise Léxica Compilador Análise Análise Sintática Análise Semântica Geração de Código Intermediário Síntes e Otimização de Código Geração de Código P. Objeto 09/13/06 Prof. Ricardo Silveira 18/21

19 Formas de Implementação de Compiladores Fase Procedimento que realiza uma função bem definida no processo de compilação. Passo Passagem completa do programa compilador sobre o programa fonte que está sendo compilado. 09/13/06 Prof. Ricardo Silveira 19/21

20 Formas de Implementação Compiladores de 1 e de vários passos Quantidade de vezes que o P.F. é analisado até que o código objeto seja gerado Diferentes composições (agrupamento de fases) 09/13/06 Prof. Ricardo Silveira 20/21

21 Memória disponível Tempo de Compilação Tempo de execução Critérios para def. do num. de passos Características da Linguagem Referências futuras Características das Aplicações Importância da Otimização Tamanho / Experiência da Equipe Disponibilidade de Ferramentas de Apoio Prazo para desenvolvimento 09/13/06 Prof. Ricardo Silveira 21/21