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編譯原理小論文

實用文 時間:2021-08-31 手機版

  編譯原理是計算機專業(yè)的一門重要專業(yè)課,旨在介紹編譯程序構(gòu)造的一般原理和基本方法。那么編譯原理小論文要怎么寫呢?不妨來參考一下小編帶來的編譯原理小論文樣本。希望大家喜歡哦!

  編譯原理小論文

  摘要:本文探討了在計算機軟件技術(shù)快速發(fā)展的情況下,高校計算機類專業(yè)編譯原理課程的改革問題。提出了編譯原理課程教學(xué)模型從過程式向?qū)ο笫降霓D(zhuǎn)變、編譯程序的面向?qū)ο髽?gòu)造(包括編譯算法的描述)等問題,以及由此帶來的教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整和課程實驗的設(shè)計問題。

關(guān)鍵詞:編譯程序;教學(xué)改革;對象式程序設(shè)計;Java

1 引言

  編譯原理課程是高校計算機類專業(yè)的重要基礎(chǔ)和骨干課程。編譯原理對計算機專業(yè)的學(xué)生的重要性與高等數(shù)學(xué)對理科學(xué)生的重要性幾乎可以相提并論。同時,由于這門課程涉及其他多門課程的知識,使得它成為大學(xué)階段中最難學(xué)的課程之一。

  從表面上看,編譯程序是將高級語言源程序翻譯成低級語言程序,但編譯程序構(gòu)造的基本原理和技術(shù)也廣泛應(yīng)用于一般軟件的設(shè)計和實現(xiàn),其中的設(shè)計思想、算法、思維方式和技術(shù)都可能會對學(xué)生今后的職業(yè)發(fā)展產(chǎn)生比較大的影響。

  當今,程序設(shè)計已經(jīng)基本上從傳統(tǒng)的過程式轉(zhuǎn)向?qū)ο笫剑⑶艺趶膶ο笫睫D(zhuǎn)向組件型。這其實是程序設(shè)計范型的變遷,是在計算機技術(shù)背景下認識世界的觀點的變化:過程式將完成事務(wù)看成是一系列的步驟,而對象式卻將世界看成是由一系列對象組成的,這些對象之間交互合作完成特定的事務(wù)。從過程式到對象式,有著質(zhì)的變化,而非一般的修改和完善,由此帶來了語言(算法描述工具)的變化。編程語言影響思維,面向?qū)ο蟮乃季S方法又促進了編程語言的發(fā)展。

  目前,程序設(shè)計的一些后繼課程,如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等都進行了同步跟進,出現(xiàn)了諸如用C++或Java描述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教材。但編譯原理課程卻沒有及時跟進,上述改變基本上沒有反映到編譯原理課程中。這門課程近20年來基本上沒有大的變化,教學(xué)內(nèi)容仍然是基于過程式語言展開的,編譯算法和模型描述是用PASCAL語言或者C語言。雖然個別教材加入了少量關(guān)于對象式語言編譯技術(shù)的內(nèi)容,那也是稍加點綴而已,作用不大。這就造成了一種奇怪的現(xiàn)象:對象式語言已經(jīng)成了高校計算機教學(xué)的主流語言,社會上大量使用的也是對象式語言,而我們的編譯原理教學(xué)仍然沿襲舊的一套。這種“狀態(tài)”嚴重地脫離了計算機技術(shù)的發(fā)展和社會的實際需要,因此需要進行“調(diào)態(tài)”,其根本做法是“轉(zhuǎn)型”,即將本課程的討論對象從過程式語言轉(zhuǎn)到對象式語言。

  國外近年關(guān)于編譯原理方面的新教材已經(jīng)有了重要改變,不再連篇累牘地討論那些已經(jīng)過時的內(nèi)容,增加了許多新的內(nèi)容。其中一個重大改變是出現(xiàn)了用對象式語言描述編譯算法和教學(xué)模型的編譯原理教材,如:用Java語言描述的編譯原理教材,且其教學(xué)模型為MiniJava。

  這種改變也涉及到課程上機實踐。眾所周知,編譯原理課程的學(xué)術(shù)性和實踐性都很強:學(xué)術(shù)性是這門課程的生命所在,實踐性是這門課程的活力所在。因而本課程的上機實踐也要作同步調(diào)整。

2 課程內(nèi)容圍繞對象式語言展開

  研究程序設(shè)計語言的語法描述需要有文法理論的支持,老教材中文法、詞法分析和語法分析部分內(nèi)容基本上不需要作什么變動。詞法分析主要依賴有窮狀態(tài)自動機理論,語法分析主要講述LL方法和LR方法,其他方法略做介紹即可,無需展開討論。LL方法和LR方法含蓋了許多分析技術(shù),理論性和應(yīng)用性都很強,完全可以代表主流技術(shù)。

  重要的就是研究對象和教學(xué)模型的改變。首先,研究對象將從過程式程序設(shè)計語言轉(zhuǎn)到對象式程序設(shè)計語言(當然還可以兼顧過程式),例如Java、C++等,圍繞實現(xiàn)這類語言的編譯實現(xiàn)技術(shù)展開討論。對象式程序設(shè)計語言的要素是封裝、繼承、多態(tài)性,在編譯實現(xiàn)時都必須仔細考慮。其次,涉及到對象式程序設(shè)計語言編譯程序教學(xué)的模型選擇問題。目前傳統(tǒng)的教材選擇的教學(xué)模型有PL/0、Tini C等。實踐證明,圍繞某個模型展開編譯設(shè)計技術(shù)的討論,效果是比較好的。課程研究對象和教學(xué)模型的改變涉及到調(diào)整的章節(jié)主要有語法分析、語義分析、代碼生成、符號表管理、存貯分配等方面。

  一旦我們討論的模型發(fā)生變化,這些章節(jié)的內(nèi)容就要作很大調(diào)整。如對象式語言的作用域規(guī)則、語言動態(tài)特性、模塊化封裝(類)、類的繼承、多態(tài)性的實現(xiàn)等,都需要具體的技術(shù)來實現(xiàn),這些都要反映在教材和教學(xué)中。

  就課程中關(guān)于代碼生成內(nèi)容來看,目前Java編譯程序生成Java虛擬機(JVM)代碼,C#生成MSIL虛擬機代碼。這兩個虛擬機作為教學(xué)模型來說可能比較復(fù)雜了一些,在教學(xué)中可以選定一個簡單的子集;或者在PL/0虛擬機上適當增加一些指令代碼,以便于代碼生成、存貯分配等部分的講解。

  實踐證明,作為教學(xué)模型,在教材上提供一個小型語言的'編譯程序供學(xué)生分析和研究,非常有利于加深對基本原理的理解和掌握。這個小型編譯程序可以比較小但應(yīng)該能夠說明一些基本問題,例如傳統(tǒng)的編譯原理課程中選擇PL/0編譯程序作為教學(xué)模型,就收到了比較好的教學(xué)效果。在對象式程序設(shè)計語言編譯原理課程中選擇Object—pl/0或者MiniJava作為教學(xué)模型是比較恰當?shù)摹G罢呤窃趥鹘y(tǒng)的PL/0語言上增加類,補充封裝、繼承、多態(tài)性之語言成分得到的;后者是對Java語言進行適當簡化得到的,其主要語法描述 。

  編譯原理課程可以圍繞此模型展開討論。國外已經(jīng)有這類教材出現(xiàn),并且不少大學(xué)已經(jīng)開始使用。

3 用對象式語言描述編譯算法和教學(xué)模型

  本課程中各類編譯算法都應(yīng)該伴隨著教學(xué)模型的變化,改用對象式語言來描述,如用Java語言描述或者用C++語言描述。其中一個重大的變化是教學(xué)模型如MiniJava或Object—pl/0要用對象式語言實現(xiàn),也就是提出了教學(xué)模型的面向?qū)ο髽?gòu)造問題,這就比較好地將討論對象和描述討論對象的語言統(tǒng)一起來了。國外有的教材就選擇了用Java描述MiniJava編譯程序。

  編譯程序是一個重要的中大型軟件,傳統(tǒng)的編譯程序大都是用PASCAL、C等語言描述的(參見圖2)。像編譯程序這樣的中大型程序如何用類這個工具來進行分解,其實是對學(xué)生的對象式程序設(shè)計能力的一個重要檢驗。學(xué)習(xí)用對象式語言來描述編譯程序,學(xué)生可能會受到一次嚴格的對象式語言程序設(shè)計訓(xùn)練,編譯程序如何用類這個工具進行分解,這些類(對象)如何合作完成編譯任務(wù),都需要較好的對象式程序設(shè)計基礎(chǔ)。圖3是一個程序設(shè)計語言文法的面向?qū)ο蟊硎尽?/p>

  傳統(tǒng)的編譯程序構(gòu)造主要存在如下一些問題:

  (1)傳統(tǒng)編譯程序試圖通過將編譯程序根據(jù)功能模塊分解,而使整個編譯程序的復(fù)雜性降低。這種方法雖然在一定程度上簡化了編譯過程。但為了處理大型、復(fù)雜且多變的編譯程序,僅僅將它按照功能分解成詞法分析、語法分析、語義處理和代碼生成幾個階段是遠遠不夠的。

  (2)傳統(tǒng)的編譯程序構(gòu)造中,編譯的每個階段依然是大型、復(fù)雜的,且每個階段內(nèi)部依然存在復(fù)雜的聯(lián)系,這對編譯程序的可維護性沒有實際上的改變,反而造成維護困難。

  (3)雖然傳統(tǒng)的編譯程序構(gòu)造有著豐富的理論基礎(chǔ),也有一些工具諸如Lex、Yacc等,但對一個具體的編譯程序的構(gòu)造仍然要從最基本的描述開始。傳統(tǒng)的編譯程序構(gòu)造的功能分解方法缺乏支持復(fù)用的良好機制。

  總之,過程式程序設(shè)計范式存在的問題在編譯程序設(shè)計中廣泛存在。而用對象式程序設(shè)計語言來描述編譯程序,則對象式程序設(shè)計范式帶來的好處基本上都能夠得到。具體主要表現(xiàn)在:

  (1)編譯程序效率高。由于面向?qū)ο蟮木幾g程序構(gòu)造采用的是語法樹構(gòu)造法,可以得到上下文相關(guān)信息,并根據(jù)上下文進行語法樹的優(yōu)化,所以生成的代碼效率高。

  (2)復(fù)用方便。由于語法類和具體的語法結(jié)構(gòu)一一對應(yīng),所以在復(fù)用語法結(jié)構(gòu)時,可以直接得到能被復(fù)用的語法類,不需要經(jīng)過查找過程。

  (3)修改方便。由于面向?qū)ο蠓椒ㄖ械姆庋b和多態(tài)等技術(shù)的實現(xiàn),語義處理方法中所用到的數(shù)據(jù)都是局部數(shù)據(jù),因此要做語義修改時,只要繼承相應(yīng)的語法類,并且重載相應(yīng)的語義處理方法即可,需修改的內(nèi)容較之傳統(tǒng)方法要少。

  (4)有利于構(gòu)造編譯程序類庫,使得編譯程序的構(gòu)造能夠大量復(fù)用已有的類,這是更高層次上的復(fù)用。


本文來源http://www.nvnqwx.com/shiyongwen/2149536.htm
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