编译程序
构造原理和实现技术
授课教师：吕江花
第一章 编译程序概述
主要内容：
? 几个基本概念
? 编译器的工作过程概述
? 编译器各个阶段的功能描述
? 编译程序的实现途径
基本概念
? 机器语言,能够被计算机的硬件系统直
接执行的指令程序。
? 汇编语言：将硬件指令用一些助记符表
示。如 ADD表示加法操作，
SUB表示减法操作等等
? 高级语言：使用便于理解的自然语言。
语言处理程序
? 解释程序 （ 器 ）,接受所输入的用程序
语言 （ 源语言 ） 编写的程序 （ 源程
序 ）, 然后直接解释执行源程序 。
相当于源程序的抽象执行机, 是语
言的实现系统 。
高级语言源程序 ? ? 计算结果
数据 ?
解释程序
（器）
语言处理程序
? 翻译程序 （ 器 ）, 接受某种语言的源语
言程序后, 将它改造成另一种逻辑
上等价的目标语言程序 。
翻译程序
? 汇编程序,源语言为汇编语言, 目标语言
为机器语言的翻译程序 。
? 编译程序（器）,源语言为高级语言，目
标语言是低级语言（汇编或机器语言）的
翻译程序。
高级语言程序
（源程序）
低级语言程序
（目标程序）
编译程序
（器）
需预处理的源程序
预处理器
源程序
编译程序
目标汇编程序
汇编程序
可重定位的目标代码
连接 /装配程序
绝对目标代码
高
级
语
言
程
序
到
可
执
行
代
码
的
转
换
过
程
解释器和编译器特点
? 概念上的不同
? 基于解释执行的程序可以动态修改自身，
而基于编译执行的程序则需要动态编译技
术，难度较大。
? 基于解释方式有利于人机交互。
? 执行速度。解释器执行速度要慢。
? 空间开销。 解释器需要保存的信息较多，
空间开销大
? 利用解释器可自动生成编译器
二者实现技术相似。
编译器的功能结构图
表 处 理
错 误 处 理
目
标
代
码
生
成
中
间
代
码
优
化
中
间
代
码
生
成
语
义
分
析
语
法
分
析
词
法
分
析
目
标
程
序
源
程
序
? 词法分析 (Lexical Analysis)
依循语言的词法规则，扫描源程序的字
符串，识别每一个单词，并将其表示成
所谓的机内表示 TOKEN形式。
? 语法分析 （ Syntax Analysis)
依据语言的语法规则，将单词的 Token序
列分解成各类语法短语，确定整个输入
串是否构成一个语法上正确的程序。
? 语义分析 （ Semantic Analysis）
审查源程序有无语义错误，为代码生成
阶段收集类型信息。
? 中间代码生成
（ Intermediate Code Generate）
将源程序转换成一种称为中间代码的内
部表示形式。中间代码是一种简单的含义
明确的记号系统。
? 中间代码优化 （ Code Optimization）
变换或改造中间代码，生成的目标代码
更为高效，即节省时间和空间。
? 目标代码生成 （ Code Generation）
中间代码变换为特定机器上的绝对指令代码
或可重定位的指令代码或汇编指令代码。
? 表格管理 （ Symbol-Table Management)
为了合理的管理表格（构造、查找、更
新），设立一些专门子程序称为表格管
理程序负责管理表格。
? 错误处理 （ Error Detection and Reporting)
各个阶段还存在着错误处理模块, 当有
错误出现时, 由相应的错误处理模块给
出解决方案, 使得编译器能够继续进行
下去 。
编译程序的实现途径
? 预处理方法
用于语言的扩充。设已有 L语言的编译器，其扩充语言 L1的编
译器可通过语言转换程序将 L1程序转换为 L程序，利用 L的编
译器，从而实现 L1的编译器。
? 移植法
同一语言的编译器在 不同机器间的移植。方法：
a 目标代码的转换
b 修改中间代码到目标代码的转换
? 自展法 自我扩展，自己编写自己的编译器 。
? 工具法 利用编译阶段各个部分的自动生成工具自动生成。
? 理论法 利用形式化描述理论，实现自动化。
编译程序的作用
? 理解语言，编写出高效的代码
? 灵活设计实现自定义语言
? 提高软件设计技术
? 应用于涉及元级操作的实现
? 其它领域
第二章 一个微小语言 Micro的
编译器
构造原理和实现技术
授课教师：吕江花
第一章 编译程序概述
主要内容：
? 几个基本概念
? 编译器的工作过程概述
? 编译器各个阶段的功能描述
? 编译程序的实现途径
基本概念
? 机器语言,能够被计算机的硬件系统直
接执行的指令程序。
? 汇编语言：将硬件指令用一些助记符表
示。如 ADD表示加法操作，
SUB表示减法操作等等
? 高级语言：使用便于理解的自然语言。
语言处理程序
? 解释程序 （ 器 ）,接受所输入的用程序
语言 （ 源语言 ） 编写的程序 （ 源程
序 ）, 然后直接解释执行源程序 。
相当于源程序的抽象执行机, 是语
言的实现系统 。
高级语言源程序 ? ? 计算结果
数据 ?
解释程序
（器）
语言处理程序
? 翻译程序 （ 器 ）, 接受某种语言的源语
言程序后, 将它改造成另一种逻辑
上等价的目标语言程序 。
翻译程序
? 汇编程序,源语言为汇编语言, 目标语言
为机器语言的翻译程序 。
? 编译程序（器）,源语言为高级语言，目
标语言是低级语言（汇编或机器语言）的
翻译程序。
高级语言程序
（源程序）
低级语言程序
（目标程序）
编译程序
（器）
需预处理的源程序
预处理器
源程序
编译程序
目标汇编程序
汇编程序
可重定位的目标代码
连接 /装配程序
绝对目标代码
高
级
语
言
程
序
到
可
执
行
代
码
的
转
换
过
程
解释器和编译器特点
? 概念上的不同
? 基于解释执行的程序可以动态修改自身，
而基于编译执行的程序则需要动态编译技
术，难度较大。
? 基于解释方式有利于人机交互。
? 执行速度。解释器执行速度要慢。
? 空间开销。 解释器需要保存的信息较多，
空间开销大
? 利用解释器可自动生成编译器
二者实现技术相似。
编译器的功能结构图
表 处 理
错 误 处 理
目
标
代
码
生
成
中
间
代
码
优
化
中
间
代
码
生
成
语
义
分
析
语
法
分
析
词
法
分
析
目
标
程
序
源
程
序
? 词法分析 (Lexical Analysis)
依循语言的词法规则，扫描源程序的字
符串，识别每一个单词，并将其表示成
所谓的机内表示 TOKEN形式。
? 语法分析 （ Syntax Analysis)
依据语言的语法规则，将单词的 Token序
列分解成各类语法短语，确定整个输入
串是否构成一个语法上正确的程序。
? 语义分析 （ Semantic Analysis）
审查源程序有无语义错误，为代码生成
阶段收集类型信息。
? 中间代码生成
（ Intermediate Code Generate）
将源程序转换成一种称为中间代码的内
部表示形式。中间代码是一种简单的含义
明确的记号系统。
? 中间代码优化 （ Code Optimization）
变换或改造中间代码，生成的目标代码
更为高效，即节省时间和空间。
? 目标代码生成 （ Code Generation）
中间代码变换为特定机器上的绝对指令代码
或可重定位的指令代码或汇编指令代码。
? 表格管理 （ Symbol-Table Management)
为了合理的管理表格（构造、查找、更
新），设立一些专门子程序称为表格管
理程序负责管理表格。
? 错误处理 （ Error Detection and Reporting)
各个阶段还存在着错误处理模块, 当有
错误出现时, 由相应的错误处理模块给
出解决方案, 使得编译器能够继续进行
下去 。
编译程序的实现途径
? 预处理方法
用于语言的扩充。设已有 L语言的编译器，其扩充语言 L1的编
译器可通过语言转换程序将 L1程序转换为 L程序，利用 L的编
译器，从而实现 L1的编译器。
? 移植法
同一语言的编译器在 不同机器间的移植。方法：
a 目标代码的转换
b 修改中间代码到目标代码的转换
? 自展法 自我扩展，自己编写自己的编译器 。
? 工具法 利用编译阶段各个部分的自动生成工具自动生成。
? 理论法 利用形式化描述理论，实现自动化。
编译程序的作用
? 理解语言，编写出高效的代码
? 灵活设计实现自定义语言
? 提高软件设计技术
? 应用于涉及元级操作的实现
? 其它领域
第二章 一个微小语言 Micro的
编译器
