第一次作业:编译原理概述

1)

       翻译程序就是将高级语言源程序翻译成机器语言源程序的软件。它分为2种:一种是编译程序,它将高级语言源程序一次性全部翻译成目标程序,每次执行程序时,只要执行目标程序。另一种是解释程序,它的执行过程是翻译一句执行一句,并且不会生成目标程序。编译程序是先完整编译后运行的程序,如C、C++等;解释程序是一句一句翻译且边翻译边执行的程序,如JS、Python等。汇编程序也是一种语言翻译程序,它把汇编语言源程序翻译成机器语言程序。编译程序与汇编程序的区别:如果源语言是诸如C、C++、Java等“高级语言”,而目标语言是诸如汇编语言或机器语言,这样的一个翻译程序称为编译程序。如果源语言是汇编语言,而目标语言是机器语言,这样的一个翻译程序称为汇编程序。

2)   

    编译程序的工作划分为五个阶段:词法分析、语法分析、语义分析与中间代码产生、优化、目标代码生成。

词法分析:输入源程序,对构成源程序的字符串进行扫描和分解,识别出一个个的单词(亦称单词符号或简称符号),如基本字,标识符、常数、运算符和界符。

语法分析:在词法分析的基础上,根据语言的语法规则,把单词符号串分解成各类语法单位(语法范畴),如“短语”、“句子”、“程序段”和“程序”等。通过语法分析,确定整个输入串是否构成语法上正确的“程序”。语法分析所依循的是语言的语法规则。语法规则通常用上下文无关文法描述。词法分析是一种线性分析,而语法分析是一种层次结构分析。

 

语义分析与中间代码产生:对语法分析所识别出的各类语法范畴,分析其含义,并进行初步翻译(产生中间代码)。这一阶段通常包含两个方面的工作。首先,对每种语法范畴进行语义i安插,例如,变量是否定义、类型是否正确等等。如果语义正确,则进行另一方面工作,即进行中间代码的解释。这一阶段所依循的是语言的语义规则。通常使用属性文法描述语义规则。

优化:对前段产生的中间代码进行加工变换,以期在最后阶段能产生出更为高效(省时间和空间)的目标代码。优化的主要方面有:公关子表达式的提取、循环优化、删除无用代码等等。有时,为了便于“并行运算”,还可以对代码进行并行化处理。优化所依循的原则是程序的等价变换规则。

目标代码生成:把中间代码(或经优化处理之后)变换成特定机器上的低级语言代码。这阶段实现了最后的翻译,它的工作有赖于硬件系统结构和机器指令含义。这阶段工作非常复杂,设计到硬件系统功能部件的运用,机器指令的选择,各种数据类型变量的存储空间分配,以及寄存器和后援寄存器的调度。

3)

    编译程序是整体编译完了,再一次性执行。而解释程序是一边解释,一边执行。 解释一句后就提交计算机执行一句,并不形成目标程序。

4)

    方舟编译器是个通用技术,不仅仅用于安卓作为连接人类世界与机器世界之间的一座桥梁,编译器的效率直接影响程序运行性能和效率。方舟编译器最大的优势在于提升了运行效率。方舟编译器是首家完全替代语言虚拟机的静态编译器,完全不需要解释器。兼顾Java开发效率和C语言运行效率的编译器。相比现有的编译机制:

1.方舟编译器是一种静态的编译方式,而现有的安卓系统,运行一个应用程序首先启动虚拟机,然后读入应用程序代码,逐条解释执行。会占用较多的处理资源,影响程序执行的效率。当然,也有包括AOT或JIT等提前或运行时的编译技术,把部分程序转换成机器码直接在CPU上执行。但是,仍就无法做到100%做到摆脱虚拟机的执行,这也是当前安卓阵营不如IOS阵营的关键。
2.华为方舟编译器的静态编译方式可将语言里的动态特性直接翻译成机器码,手机安装应用程序后可全速运行程序,彻底消除虚拟机的弊病,带来效率上的极大提升。
3.方舟编译器是在开发环境部署的编译器,而现有编译过程,主要发生在手机上,带来额外的资源消耗。

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