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Edson Barroso Alcaide
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FACULDADE LEÃO SAMPAIO Paradigmas de Programação Curso de Análise e Desenvolvimento de Sistemas Turma: 309-5 Semestre - 2014.

1 FACULDADE LEÃO SAMPAIO Paradigmas de Programação Curso de Análise e Desenvolvimento de Sistemas Turma: Semestre Paradigmas de Programação Prof. MSc. Isaac Bezerra de Oliveira. 1 PARADIGMAS DE PROGRAMAÇÃO CURSO DE ANÁLISE E DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS Analisador semântico 1

(Front-end) (Back-end) Analisador Léxico Analisador Sintático Analisador Semântico Gerador de Código Intermediário Otimização de Código Gerador de Código Scanner do código-fonte em tokens.

2 (Front-end) (Back-end) Analisador Léxico Analisador Sintático Analisador Semântico Gerador de Código Intermediário Otimização de Código Gerador de Código Scanner do código-fonte em tokens. Agrupamento dos tokens (símbolos) do programa em uma arvore gramatical Identifica operandos e operadores. Verifica se cada operador recebe os operandos dos tipos que são permitidos. Gera um código mais fácil de ser traduzido. Melhora o código intermediário para gerar um código de maquina mais rápido. Instruções de máquinas são traduzidas em uma sequência de instruções de máquina. Código Fonte Analisador Léxico Analisador Sintático Tabela de Símbolos Analisador Semântico Gerador de Código Intermediário Otimização de Código Gerador de Código Código Alvo 2

3 O analisador Semântico utiliza a árvore sintática para: Operandos e operadores das expressões Reconhecer erros semânticos Fazer verificação de compatibilidade de tipos Analisar o escopo das variáveis Fazer verificações de correspondência entre parâmetros atuais e formais. Exemplo: Para o comando de atribuição SOMA := SOMA + 35; é necessário fazer a seguinte análise: O identificador SOMA foi declarado? Caso negativo, erro semântico. O identificador SOMA é uma variável? Caso negativo, erro semântico. Qual o escopo da declaração da variável SOMA? Local ou Global? Qual o tipo da variável SOMA? O valor atribuído do lado direito do comando de atribuição é compatível? 3

4 A Semântica trata os aspectos sensíveis ao contexto da linguagem de programação. Exemplo: NÃO é possível representar em uma gramatica livre de contexto uma regra como Todo identificados deve ser declarado antes de ser usado, essa verificação cabe ao analisador semântico. Entretanto, uma gramatica livre de contexto pode ser usada como guia na tradução de programas Técnica denominada: Tradução Dirigida pela Sintaxe Função: verificação do uso adequado Análise contextual: declarações prévias de variáveis, procedimentos, etc. Checagem de tipos Coisas que vão além do domínio da sintaxe Sensitividade ao contexto! Tipos de análise semântica Estática, em tempo de compilação: linguagens tipadas, que exigem declarações C, Pascal, etc. Dinâmica, em tempo de execução: linguagens em que as variáveis são determinadas pelo contexto de uso LISP, PROLOG 4

5 Devido às variações de especificação semântica das linguagens de programação, a análise semântica Não é tão bem formalizada Não existe um método ou modelo padrão de representação do conhecimento Não existe um mapeamento claro da representação para o algoritmo correspondente Análise é artesanal, dependente da linguagem de programação Semântica dirigida pela sintaxe Conteúdo semântico fortemente relacionado à sintaxe do programa Maioria das linguagens de programação modernas Em geral, a semântica de uma linguagem de programação não é especificada O projetista do compilador tem que analisar e extrair a semântica 5

6 Formalização e implementação Assim como a sintaxe, a semântica precisa ser formalizada/descrita antes de ser implementada Sintaxe: por exemplo, procedimentos recursivos Como? é o formalismo de descrição da semântica comumente utilizado Método usualmente utilizado Conjunto de atributos e regras semânticas para uma gramática Cada regra sintática/gramatical pode ter regras semânticas associadas Atributos associados aos símbolos gramaticais (seja terminais ou não-terminais) Por exemplo considere x um símbolos gramatical, onde os atributos valor e escopo serão associados a ele. x.valor, x.escopo Regras semânticas que manipulam os atributos Por exemplo, regra para somar os atributos valores de duas variáveis x:=a+b, cuja regra é x.valor:=a.valor+b.valor 6

Atributos podem ser fixados durante a compilação ou a execução de um programa A associação de um valor a um atributo é chamada amarração (ou vinculação) do atributo Acontece em tempo de amarração Em

7 Atributos podem ser fixados durante a compilação ou a execução de um programa A associação de um valor a um atributo é chamada amarração (ou vinculação) do atributo Acontece em tempo de amarração Em tempo de compilação, tem-se a amarração estática Em tempo de execução, tem-se a amarração dinâmica Exemplo: exp exp + termo exp - termo termo termo termo * fator termo div fator fator fator ( exp ) num 7

8 Exemplo: De uma gramática de atributos para a gramática abaixo número número dígito dígito Exemplo: De uma gramática de atributos para a gramática abaixo número número dígito dígito 8

9 Exemplo: Árvore sintática com visualização da computação de atributos, para o valor 345 número número dígito dígito Exemplo: Árvore sintática com visualização da computação de atributos, para o valor 345 número número dígito dígito número número dígito número dígito número dígito dígito dígito dígito dígito 3 dígito dígito 3 4 dígito

10 Exemplo: Árvore sintática com visualização da computação de atributos, para o valor 345 número número dígito dígito Árvore número número dígito número dígito número dígito dígito dígito dígito dígito 3 dígito dígito 3 4 dígito Exemplo: Árvore sintática com visualização da computação de atributos, para o valor 345 número número dígito dígito Árvore número número dígito número dígito número dígito dígito dígito dígito dígito 3 dígito dígito 3 4 dígito

11 Exemplo: Árvore sintática com visualização da computação de atributos Ex.: 345 Árvore número número dígito número dígito 5 dígito

12 Exemplo: Árvore sintática com visualização da computação de atributos Ex.: 345 Árvore número (val=34*10+5=345) número (val=3*10+4=34) dígito (val=5) número dígito 5 (val=3) (val=4) dígito 4 (val=3) 3 Atenção Nem todo símbolo gramatical tem atributos Pode haver manipulação de mais de um atributo em uma mesma regra e para um mesmo símbolo Pode não haver regras semânticas para uma regra sintática Em geral, a gramática de atributos de uma gramática pode especificar Comportamento semântico das operações Checagem de tipos Manipulação de erros Tradução do programa 12

13 Gramática para geração de números binários ou decimais, indicados pelos sufixos b ou d, respectivamente número num sufixo sufixo b d num num dígito dígito Exemplos: 10b 02b Árvore para 10b número num sufixo num digito b dígito 0 1 Gramática para geração de números binários ou decimais, indicados pelos sufixos b ou d, respectivamente número num sufixo sufixo b d num num dígito dígito Exemplos: 10b 02b Árvore para 02b número num sufixo num digito b dígito

14 Gramática para geração de números binários ou decimais, indicados pelos sufixos b ou d, respectivamente número num sufixo sufixo b d num num dígito dígito Árvore para 02b número num sufixo num digito b Exemplos: 10b 02b dígito 2 0 A sintaxe permitiria o número 02b, mas a semântica não 14

15 Para 10b número num sufixo sufixo b d num num dígito dígito Para 02b número num sufixo sufixo b d num num dígito dígito Alguns valores sobem (val) Outros descem (base) 15

16 Exercício Rápido 1º Dada a abaixo, apresente uma gramática de atributos. 2º Aplique a gramática de atributos para os seguintes exemplos: a) 9A8H b) 678O c) 24O número num sufixo sufixo H O num num dígito dígito dígito A B C D E F 16

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