Universidade Federal do ABC Rua Santa Adélia, Bairro Bangu - Santo André - SP - Brasil CEP Telefone/Fax:

Transcrição

1 Universidade Federal do ABC Rua Santa Adélia, Bairro Bangu - Santo André - SP - Brasil CEP Telefone/Fax: CÓDIGO E NOME DA DISCIPLINA MC COMPILADORES 2. DISCIPLINA REQUISITO (RECOMENDAÇÃO) Linguagens Formais e Autômatos 3. INDICAÇÃO DE CONJUNTO (BCC) Obrigatória 4. CURSO BACHARELADO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO 5. CRÉDITOS T P I: QUADRIMESTRE IDEAL 9 8. Nº. MÁXIMO DE ALUNOS POR TURMA TEORIA: 60 LABORATÓRIO: OBJETIVOS 7. NÍVEL Graduação A implementação de uma linguagem de programação exige conhecimento teórico abstrato de Linguagens Formais, habilidade de programação muito desenvolvida, conhecimento detalhado da linguagem a ser implementada, domínio de diversas estruturas de dados e compreensão da arquitetura das máquinas nas quais a linguagem será implementada, incluindo a sua linguagem de montagem (incluem-se nestas as chamadas máquinas virtuais). Sendo assim, a disciplina de Compiladores é uma oportunidade importante de consolidação de conhecimentos desenvolvidos em outras disciplinas. Este curso, além da consolidação dos conceitos já mencionados, tem também o objetivo de preparar o aluno a compreender e especificar uma linguagem de programação definindo e implementando cada estrutura de seu compilador (Analisadores Léxico, Sintático, Semântico e Geração de Código). 10. COMPETÊNCIAS Ao final do curso, o estudante estará preparado para especificar de maneira simples a gramática e a semântica de linguagens de programação e, compreendendo claramente a relação entre os conceitos abstratos usados nas especificações e a característica concreta e específica da implementação de um compilador (tal característica se sente com peculiar clareza e intensidade ao se trabalhar com geração de código e ambientes de execução), implementar todas as partes de um compilador ou interpretador. 11. PROGRAMA RESUMIDO (EMENTA) Análise Léxica. Análise Sintática. Análise Semântica. Ambientes de Execução. Geração de Código. Projeto e Implementação de um Compilador. 12. PROGRAMA 1. Introdução 1.1. História 1.2. Funcionamento de um Compilador 1.3. Estrutura Geral de um Compilador 1.4. Fases da Compilação

2 1.5. Interpretadores x Compiladores 2. Revisão 01 Gramáticas 2.1. Linguagens 2.2. Alfabeto ou Vocabulário 2.3. Cadeia 2.4. Gramáticas Sensíveis ao Contexto 2.5. Gramáticas Livres de Contexto 2.6. Gramáticas Regulares 3. Análise Léxica 3.1. O processo da Análise Léxica 3.2. Definições Léxicas de uma Linguagem 3.3. Expressões Regulares 3.4. Autômatos Finitos 3.5. Tratamento de Erros Léxicos 4. Implementação - Análise Léxica 4.1. Estudo das Especificações da Linguagem: Tokens da Gramática Palavras Reservadas Nomes Pré-declarados 5. Revisão 02 Gramáticas 5.1. Relações em uma Gramática: Cabeça Último Geração de Cadeia Vazia Iniciadores (First) Seguidores (Follow) 6. Análise Sintática 6.1. O processo da Análise Sintática 6.2. Árvores de Derivação: Esquerda Direita 6.3. Análise Sintática Ascendente Analisadores de Empilha-Reduz (shift-reduce) Precedência de Operadores Analisadores LR Analisadores SLR 6.4. Análise Sintática Descendente Ambiguidade, Recursão e Fatoração à Esquerda Com Retrocesso Preditiva: Recursiva: Gramática LL(1) Não Recursiva: Pilha Sintática 6.5. Tratamento de Erros Sintáticos Estratégias de Tratamento de Erros: Modo de Pânico Recuperação de Frases Produção de Erros Correção Global

3 7. Implementação Análise Sintática 7.1. Estudo da Estrutura Sintática da Linguagem 7.2. Tratamento de Erros 8. Análise Semântica 8.1. Análise Semântica Estática 8.2. Análise Semântica Dinâmica 8.3. Gramáticas de Atributos 8.4. Computo de Atributos: Atributos Herdados Atributos Sintetizados Ordem de Computo dos Atributos Algoritmos para Computação de Atributos 8.5. Tipos de Dados e Verificação de Tipos 9. Tabela de Símbolos Estrutura das Tabelas de Símbolos Principais Operações Efetuadas Tratamento de Escopo: Declarações Antes do Uso Estrutura de Blocos 10. Implementação Análise Semântica Estrutura de Dados Utilizada para a Implementação da Tabela de Símbolos 11. Ambientes de Execução Organização de Memória Ambientes Totalmente Estáticos Ambientes Baseados em Pilhas: Sem Procedimentos Locais Com Procedimentos Locais Com Procedimentos como Parâmetros Ambientes Totalmente Dinâmicos 12. Geração e Otimização de Código Geração de Código Intermediário Código de Três Endereços P-Código Procedimentos para a Geração de Código Geração de Código-Alvo a Partir do Código Intermediário Expansão de Macros Simulação Estática Otimização: Eliminação de Sub-Expressões Comuns Eliminação de Código Morto Renomeação de Variáveis Temporárias Transformações Algébricas Desdobramento de Constantes Redução de Forças Otimização de Loop 13. Implementação Geração de Código 13. MÉTODOS UTILIZADOS A teoria e os métodos da disciplina são apresentados através de aulas expositivas com o uso de

4 recursos audiovisuais (slides) e lousa. Após a apresentação da teoria alguns exercícios são disponibilizados para os alunos e resolvidos. Além disso, aulas de práticas ministradas no laboratório de informática são utilizadas para a implementação de cada estrutura de um compilador. 14. ATIVIDADES DISCENTES Estudo individual a partir das notas de aula que devem ser complementadas com as referências bibliográficas, resolução de exercícios, implementação de cada estrutura de um compilador utilizando uma linguagem simplificada e provas escritas. 15. CARGA HORÁRIA AULAS TEÓRICAS: 36 horas AULAS PRÁTICAS: 12 horas TOTAL: 48 horas RECOMENDADO PARA DEDICAÇÃO INDIVIDUAL: 4 horas semanais 16. CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO DE APRENDIZAGEM O conceito será definido da seguinte forma: 50% do aproveitamento correspondendo as provas escritas e 50% correspondendo ao projeto final de implementação de um compilador. 17. NORMAS DE RECUPERAÇÃO (CRITÉRIOS DE APROVAÇÃO E ÉPOCAS DE REALIZAÇÃO DAS PROVAS OU TRABALHOS) As notas serão dadas por conceito, conforme estabelecido pelas normas internas da UFABC. Alunos que não atingiram um nível de aprendizado adequado, e sem reprovação por presença, poderão fazer uma prova de exame para mais uma oportunidade de avaliação. A prova de exame será realizada após as provas normais, no final do quadrimestre. 18. BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA BIBLIOGRAFIA BÁSICA: 1. LOUDEN, Kenneth C.. Compiladores: principios e práticas. São Paulo: Thomson, p. ISBN RICARTE, Ivan. Introdução à compilação. Rio de Janeiro: Elsevier, p. ISBN BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR: 1. AHO, A.V., ; LAM, S. M.; SETHI, R.; ULLMAN, J. D. Compilers: principles, techniques, e tools. 2nd ed. Boston: Pearson Addison-Wesley, xxiv, 1009 p. ISBN APPEL, Andrew W. Modern compiler implementation in c. Cambridge, UK: Cambridge University Press, p. Includes bibliographical references and index. ISBN HOPCROFT, John E; ULLMAN, Jeffrey D; MOTWANI, Rajeev. Introdução à teoria de autômatos, linguagens e computação. 2 ed. Rio de Janeiro: Campus, xi,560 p. ISBN HERLIHY, Maurice.; SHAVIT, Nir. The art of multiprocessor programming. Amsterdam: Elsevier/Morgan, xx, 508 p. Includes bibliographical references and index.. ISBN MENEZES, Paulo Fernando Blauth. Linguagens formais e autômatos. 5 ed. Porto Alegre: Sagra Luzzatto, p. (livros didáticos, número 3). Bibliografia: p. [159]-160. ISBN RAMOS, Marcus Vinícius Midena; JOSÉ NETO, João; VEGA, Ítalo Santiago. Linguagens formais: teoria, modelagem e implementação. Porto Alegre: Bookman, p. ISBN

5 19. PLANO SUGERIDO PARA AS AULAS (em semanas letivas) Semana 01: Apresentação da Disciplina Introdução - Estrutura Geral de um Compilador Semana 02: Primeira Parte - Revisão sobre Gramáticas Análise Léxica Semana 03: Aula Prática - Implementação da Análise Léxica Segunda Parte - Revisão sobre Gramáticas Semana 04: Introdução a Análise Sintática Análise Sintática Ascendente: Precedência de Operadores e LR Semana 05: Análise Sintática Ascendente: SLR, Introdução, Ambiguidade, Recursão e Fatoração Análise Sintática Descendente: Preditiva Recursiva, LL(1) Semana 06: Análise Sintática Descendente: Preditiva Não Recursiva Tratamento de Erros Sintáticos Semana 07: Aula Prática: Implementação da Análise Sintática Prova 01 Semana 08: Análise Semântica: Estática, Dinâmica, Gramática de Atributos Análise Semântica: Computo de Atributos, Tipos de Dados e Verificação de Tipos Semana 09: Tabela de Símbolos Aula Prática: Implementação da Análise Semântica Semana 10: Ambiente de Execução: Introdução, Memória, Ambientes Totalmente Estáticos Ambiente de Execução: Ambientes Baseados em Pilhas e Totalmente Dinâmicos Semana 11: Geração e Otimização de Código Aula Prática: Implementação da Geração de Código Semana 12: Prova 02 Apresentação do Projeto Final 20. PROFESSOR(A) RESPONSÁVEL Wagner Tanaka Botelho