编译原理详解：程序存储管理与编译过程

"存贮管理-编译原理最全资料1" 在计算机科学中，存贮管理是编译原理中的一个重要部分，它涉及到程序运行时数据对象如何在内存中被分配和管理。编译原理是研究如何将源代码转换为目标代码的科学，包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、存储分配和代码优化等多个阶段。 在描述的PROCEDURE子例程中，可以看到变量声明和赋值操作，这些都是编译器需要处理的关键元素。例如，`VAR`关键字用于声明局部变量，如`i`, `j`, `a`, `e`, 和 `f`，它们在程序执行时需要在内存中分配空间。数组`a`的声明涉及到动态大小的数据结构，编译器需要确保在内存中为数组元素分配足够的空间，并处理数组索引的合法性检查。 编译器的工作不仅仅是简单的文本替换，而是理解源代码的语义并生成等效的目标代码。词法分析器（lexer）首先将源代码分解为一个个小的、有意义的单元，称为标记（tokens），如变量名、关键字、运算符等。在PROCEDURE的示例中，`PROCEDURE`、`sub`、`BEGIN`、`END`等都是可能的标记。 接下来，语法分析器（parser）利用上下文无关文法（CFG）或正则表达式来解析标记流，构建抽象语法树（AST），以确保源代码符合语言的语法规则。在这个例子中，`PROCEDURE`定义了一个函数，函数内部的逻辑通过语法规则进行解析。 语义分析阶段则涉及理解代码的含义，如类型检查、变量作用域的确定等。在这个过程，编译器会验证变量`i`, `j`等是否正确声明和使用，类型是否匹配，比如`f := e + i * j;`中的加法和乘法运算是否合法。 中间代码生成是编译过程的一个关键环节，它不依赖于特定机器架构，便于优化和移植。在这个阶段，`f := e + i * j;`这样的表达式会被转换为中级表示，如三地址码或四元式。 随后，代码优化器会改进中间代码，删除冗余计算，提高代码效率，但不改变其行为。例如，可能优化掉不必要的计算或者通过寄存器分配减少内存访问。 最后，代码生成器将优化后的中间代码转换为目标机器语言，考虑到具体的处理器架构和指令集，如x86或ARM。这个阶段会考虑诸如寻址模式、指令格式等因素，确保生成的代码能在目标机器上正确运行。 教学设计上，本课程采用自顶向下、逐步求精的方法，强调问题驱动和实践操作，通过实验加深学生对编译原理的理解。通过学习，学生不仅能够掌握编译器的基础结构和工作原理，还能具备设计和实现简单编译器的能力。预备知识包括形式语言理论、高级程序设计、汇编语言和数据结构，这些是理解和实现编译器所必需的基础。课程的最终目标是让学生能够理解编译器的各个阶段，以及它们在将源程序转化为可执行程序过程中的作用。