编译原理详解：从源程序到目标代码的转化过程

"这是一份关于编译原理的课件，由辛明影教授在计算机学院讲解，内容涵盖了编译器的基本结构、高级语言语法、词法分析、语法分析、语义分析、代码优化和目标代码生成等多个核心知识点。课程旨在教授如何设计和构建程序设计语言的编译程序，要求学生具备形式语言、高级程序设计、汇编语言和数据结构等相关基础。教学方法采用自顶向下、问题驱动的方式，并结合实验实践。" 在编译原理中，"实在参数"（或称实际参数）是指在函数调用时传递给被调用函数的实际值。当一个过程（或函数）被调用时，实参的信息需要被传递到被调用过程的正确位置，以便被调用的过程可以使用这些数据。这个过程通常涉及到以下步骤： 1. **传递连接数据**：实参的值会被复制或者引用到被调用过程的参数列表中，使得被调用过程能够访问这些数据。 2. **建立环境指针**：为了使被调用过程能够访问非局部变量（即在调用过程中定义的变量），编译器会创建一个环境指针，指向调用过程的堆栈帧，这样被调用过程就能找到这些非局部变量的位置。 3. **保留调用过程的运行状态**：在调用过程进入被调用过程之前，需要保存调用过程的状态，包括寄存器的值、堆栈指针等，以便在被调用过程结束后恢复调用过程的状态。 4. **返回地址存储**：调用过程的下一条指令的地址会被保存在某个特定的寄存器或堆栈位置，这是为了在被调用过程结束后，程序能知道该跳转到哪里继续执行。 5. **转移指令生成**：最后，一条指令会将控制权转移给被调用过程的入口，开始执行被调用过程的代码。 编译原理的课程不仅讲解了这些基本概念，还涵盖了编译器的各个阶段，如： - **词法分析**：将源代码分解成一个个称为“记号”（Token）的基本单元，识别关键字、标识符、常量等。 - **语法分析**：基于上下文无关文法（CFG）分析源代码的结构，确定其是否符合语言的语法规则。 - **语义分析**：理解程序的意义，进行类型检查，生成中间代码，有时还包括对源代码的初步优化。 - **中间代码生成**：生成一种抽象的、与特定机器无关的代码，便于后续优化和目标代码生成。 - **代码优化**：通过对中间代码进行改进，提高生成的目标代码效率，例如删除冗余计算，减少内存访问等。 - **目标代码生成**：将中间代码转换为特定机器的汇编代码或机器代码，使其能在目标机器上运行。 学习编译原理对于理解程序是如何被转化成可执行代码的过程至关重要，也为软件开发、语言设计、性能优化等领域提供了理论基础。通过课程设计和实验实践，学生可以更深入地理解和应用这些理论。