Apresentação. !! Familiarização com os métodos de construção de compiladores de linguagens e com as técnicas de compilação mais habituais.

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1 Apresentação Universidade dos Açores Departamento de Matemática Aquisição de conceitos sobre a definição de linguagens de programação.!! Familiarização com os métodos de construção de compiladores de linguagens e com as técnicas de compilação mais habituais.!! Experimentação de produção de software, usando a linguagem de programação Java. 2008/09 Compiladores 2

2 !! Objectivos dos compiladores e sua estrutura.!! Fases do processo de compilação.!! Análise lexical ( scanning )!! Definição de linguagens (vocabulário e frases).!! Expressões regulares.!! Autómatos finitos não deterministas (NDFA) e deterministas (DFA).!! Construção de NDFA s a partir de expressões regulares.!! Identificação de um DFA a partir de um NDFA. Reconhecimento de frases por DFA s.!! Geradores de analisadores léxicos. 2008/09 Compiladores 3!! Análise Sintáctica ( parsing )!! Gramáticas independentes do contexto: definição, derivação, recursividade e ambiguidade.!! Autómatos de pilha.!! Analisadores sintácticos descendentes recursivos. Factorização à esquerda.!! Analisadores sintácticos descendentes preditivos não recursivos. Os conjuntos FIRST e FOLLOW. Símbolos de lookahead.!! Analisadores sintácticos descendentes por tabela.!! O analisador sintáctico ascendente LR: arquitectura e reconhecimento de frases. Tabelas para os analisadores do tipo SLR, LR(0), LR(1) e LALR(1). Conflitos nas tabelas.!! Geradores de analisadores sintácticos. O gerador de analisadores sintácticos Javacc. 2008/09 Compiladores 4

3 !! Análise semântica!! Gramáticas de atributos. Atributos sintetizados e herdados. Gramáticas circulares e não circulares.!! Árvores decoradas. Gramáticas do tipo S e do tipo L.!! Avaliação de atributos por analisadores descendentes e ascendentes.!! As gramáticas de atributos na tradução de linguagens.!! Estratégias orientadas pela sintaxe e pela semântica.!! Estruturas de dados para representação em memória de árvores de derivação.!! Verificação de tipos. Sistemas de tipos. Gramática que implementa o sistema de tipos de uma linguagem e extensão com atributos associados às variáveis com o resultado da expressão de tipos. 2008/09 Compiladores 5!! Tabelas de símbolos.!! Informação guardada na tabela de símbolos.!! Tabelas com um nível e tabelas multinível.!! Estruturas de dados para representação de tabelas de símbolos: tabelas, listas ligadas, árvores binárias de pesquisa e tabelas de dispersão. Resolução de colisões nas tabelas de dispersão por encadeamento aberto e fechado. 2008/09 Compiladores 6

4 !! Geração de código intermédio!! Notação em árvore sintáctica abstracta (AST).!! Geração de AST s para expressões aritméticas, expressões condicionais, expressões while e declaração de variáveis.!! Notação pós-fixada. Avaliação de expressões aritméticas e condicionais na notação pósfixada recorrendo a uma pilha.!! Código de triplo endereço (C3E).!!! Geração do C3E para expressões lógicas e aritméticas.!! Representação de instruções C3E por triplos e quádruplos. 2008/09 Compiladores 7!! Geração de código final!! Blocos básicos e gestão de registos.!! Optimização de código: local, entre blocos e global. 2008/09 Compiladores 8

5 !! A. W. Appel. Modern Compiler Implementation in Java. 2ª edição. Cambridge University Press, 2002.!! R. Crespo. Processadores de linguagens da concepção à implementação. IST Press, 2001.!! A. V. Aho, M. S. Lam, R. Sethi e J. D. Ullman. Compilers Principles, Techniques and Tools. Addison-Wesley. 2ª edição /09 Compiladores 9!! Frequência!! Nota de testes (NT): Irão realizar-se dois testes (27 de Março e 30 de Abril) com classificações de 0 a 20. A média aritmética dos 2 testes constitui a nota da avaliação por testes.!! Nota de projecto (NP): projecto em grupo de 2 alunos com classificação de 0 a 20 e entregue no dia 15 de Maio.!! Nota de frequência=70%nt+30%np, se NT!8 e NP!6, senão é 70%NT 2008/09 Compiladores 10

6 !! Exame!! Nota de prova escrita (NT): realizada em data marcada pelos Serviços Académicos com classificação de 0 a 20.!! Nota de projecto (NP): projecto em grupo de 2 alunos com classificação de 0 a 20 entregue no dia 15 de Maio.!! Nota de exame=70%nt+30%np, se NT!8 e NP!6, senão é 70%NT 2008/09 Compiladores 11!! Sexta-feira das às /09 Compiladores 12

7 Matemática discreta Álgebra Arquitectura de computadores Especificações Estruturas de informação Abstrações Controle Processadores de linguagens Processo computacional Programa Linguagem Estudo de linguagens formais Complexidade computacional Algoritmo Computabilidade Fundamentos Teoria da Computação 2008/09 Compiladores 13!! Compilador: programa capaz de traduzir um texto escrito numa linguagem de programação de alto nível para uma linguagem máquina Programa fonte (linguagem alto nível) Compilador Programa alvo (linguagem baixo nível)!! Permite esconder do programador conceitos de baixo-nível da máquina abstracção 2008/09 Compiladores 14

8 !! Transcompilador (cross-compiler): programa capaz de traduzir um texto escrito numa linguagem de alto nível para outra linguagem de alto nível (e.g., compilador de C++ era tradutor de C).!! Vantagens: rápida implementação!! Desvantagens: mais lentos, mais memória 2008/09 Compiladores 15!! Desenvolvimento de aplicações complexas!! Assuntos abordados também usados em!! Tradução de linguagens!! Interpretação de descrições (e.g., html, latex)!! Pesquisa de símbolos ou palavras em textos 2008/09 Compiladores 16

9 !! Um compilador moderno está organizado em várias etapas, cada uma com uma linguagem abstracta diferente.!! A compilação desenrola-se em 2 fases distintas!! Análise (Front-end)!! Síntese (Back-end) 2008/09 Compiladores 17!! Análise!! Divide o programa fonte em partes!! Cria representação intermédia!! Independente da máquina!! Síntese!! Constrói programa alvo a partir da representação intermédia!! Dependente da máquina 2008/09 Compiladores 18

10 Programa fonte (cadeia de caracteres) Analisador léxico Cadeia de tokens Analisador sintáctico Árvore sintáctica Analisador semântico Representação intermédia Gerador de código Programa alvo (código assembly) 2008/09 Compiladores 19! 2008/09 Compiladores 20

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