Compiladores e Computabilidade

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Questionário Unidade II 
Pergunta 1
Supondo a expressão dada pela árvore sintática abaixo, assinale a alternativa que corresponde ao código intermediário gerado na forma de quádruplas.
Resultado
Operador
Oper_1
Oper_2
t1
*
b
c
t2
-U
d
 
t3
*
b
t2
t4
+
t1
t3
a
:=
t4
 
	
Resultado
Operador
Oper_1
Oper_2
t1
-U
c
 
t2
*
b
d
t3
*
b
t2
t4
+
t1
t3
a
:=
t4
Resultado
Operador
Oper_1
Oper_2
t1
*
b
c
t2
*
b
d
t3
-U
t2
 
t4
+
t1
t3
a
:=
t4
-
	
	
	a.
	
Resultado
Operador
Oper_1
Oper_2
t1
*
b
c
t2
-U
d
-
t3
*
b
t2
a
+
t1
t3
 d)
Resultado
Operador
Oper_1
Oper_2
t1
*
b
c
t2
-U
d
-
t3
*
b
t1
t4
+
t2
t3
a
:=
t4
-
Pergunta 2
Aspectos como a obrigatoriedade de declaração antes do uso, compatibilidade de tipos durante atribuições ou mesmo a adequação as regras de escopo na utilização dos identificadores, são exemplos de questões que estão além do domínio sintático de uma linguagem de programação. Assim a análise semântica é responsável, fundamentalmente, por realizar três tarefas básicas: construir uma descrição dos tipos e estruturas de dados definidas pelo programador; armazenar informações sobre os identificadores; e verificar os tipos e demais aspectos dependentes de contexto na estrutura do programa.
Acerca da análise semântica de programas, assinale a alternativa correta.
Considera-se portanto que são atribuições do componente semântico de um compilador as tarefas de verificar o emprego correto dos identificadores, no que diz respeito ao seu escopo de uso, tipagem e declaração prévia. Deste modo, em linguagens ditas fracamente tipadas a fase de análise semântica do em compilador é inexistente, uma vez que não necessitam definir o tipo de uma variável e tampouco declará-la antecipadamente.
Algumas atividades da análise semântica são ditas estáticas, pois relacionam-se estritamente com as questões de relacionamento entre os elementos do código fonte. Como exemplo de semântica estática, podemos citar as verificações de tipos e escopo para variáveis e sub-rotinas. Contudo, linguagens orientadas a objetos, a verificação de tipos durante a declaração de objetos não pode ser realizada em tempo de compilação dado os mecanismos de herança.
Há aspetos semânticos que estão ligados a execução do programa e referem-se a forma como o programa realiza suas tarefas. Por exemplo, supondo o comando “SE (i<>0) E (K/I > 10) ...”, entende-se que, se concluirmos que a primeira parte é falsa não há necessidade de avaliar a segunda (uma vez que para o operador E é impossível obter um resultado verdadeiro nesta situação). Por outro lado, se o analisador semântico não considerar a relação que envolve estas duas cláusulas, a falsidade da primeira implicará em um erro de divisão por zero durante a avaliação da segunda cláusula.
O processo de análise semântica não permite o uso de formalismos uma vez que suas atividades estão além do domínio sintático da linguagem. Na maioria dos casos suas tarefas são implementadas manualmente em meio as verificações de sintaxe, tornando estas duas fases indistinguíveis durante o processo de compilação.
A tabela de símbolos é considerada uma estrutura de armazenamento secundária e de pouca importância, pois nela são encontrados apenas os dados sobre os identificadores presentes no programa. Sua existência se justifica pela necessidade de tornar os elementos definidos pelo programador conhecidos ao compilador, de modo que este não acuse tais elementos como erros durante o processo de compilação.
Pergunta 3
Em uma Gramática de Atributos podemos classificar cada um de seus atributos em duas categorias, herdados e sintetizados, de acordo com o símbolo a quem estão associados durante o seu cálculo. Os chamados atributos herdados são aqueles que aparecem ligados a elementos posicionados a direita do sinal de derivação, ou seja, em uma regra na forma A→α, seriam os atributos ligados a qualquer símbolo da sentença α. Por sua vez, os atributos ditos sintetizados são aqueles que aparecem associados ao elemento da esquerda do sinal de derivação, isto é, para o nosso exemplo, seriam aqueles que estiverem associados ao símbolo A. A respeito dos atributos analise os itens a seguir e assinale a alternativa correta.
i) Entre outros aspectos, a categorização dos atributos é importante pois permite determinar o sentido em que devemos percorrer a árvore sintática para calculá-lo. No caso dos atributos herdados, como o próprio nome sugere, seu valor é calculado a partir de elementos hierarquicamente superiores da árvore e dos quais este valor “deriva”.
ii) Atributos sintetizados são computados a partir de nós inferiores da árvore sintática, assim os sucessivos valores deste atributo podem ser calculados percorrendo a árvore de baixo para cima. Esta categoria de atributos é especialmente interessante para a propagação de características comuns a diferentes trechos do código, como por exemplo, no trecho “int x, y, z;”, em que o tipo int pode ser propagado para um nó superior comum a todas as variáveis (x, y e z) declaradas no mesmo comando.
iii) Gramáticas que utilizam apenas atributos sintetizados são chamadas de S-Atribuídas. Na tradução dirigida pela sintaxe, assume‐se que os símbolos terminais tenham apenas atributos sintetizados uma vez que as definições não providenciem quaisquer regras semânticas, apenas ações para a geração de código.
Apenas o item i é verdadeiro.
Apenas o item ii é verdadeiro.
Os itens i e ii são verdadeiros.
Os itens i e iii são verdadeiros.
Todos os itens são verdadeiros.
Pergunta 4 
São tarefas de responsabilidade de um montador Assembler:
i) A substituição dos mnemônicos pelos opcodes numéricos do conjunto ISA (Instruction Set of Architecture), seguindo uma tabela de associações que relaciona o mnemônico com a instrução-alvo.
ii) A substituição dos endereços simbólicos que representam destinos de saltos e constantes por endereços numéricos, determinando de maneira absoluta ou relativa em termos do registrador PC (Program Counter) o endereço de destino dos rótulos.
iii) Reservar espaço na memória para armazenamento de dados de acordo com o tipo associado a cada variável declarada no programa.
iv) Gerar constantes em memória para variáveis e constantes, determinando o valor associado ao modo de endereçamento do operando.
Apenas o item i é verdadeiro.
Apenas os itens i e ii é verdadeiro.
Os itens i, ii e iii são verdadeiros.
Os itens ii, iii e iv são verdadeiros.
Todos os itens são verdadeiros.
Pergunta 5
Um analisador sintático dito ascendente é aquele que processa a cadeia de entrada e constrói sua árvore de derivação de baixo para cima, ou seja, partindo dos símbolos do programa (as folhas da árvore) em direção ao símbolo inicial da gramática (raiz). A esse respeito analise cada uma das afirmativas a seguir e marque a alternativa correta.
i) Por conta de sua forma peculiar de construção da árvore, os passos executados pelo analisador correspondem ao processo de derivação conhecido como mais à direita (right-most) invertido. O processo mais à direita é aquele em que sempre derivamos o símbolo não-terminal mais à direita antes dos demais. E é dito invertido para que a entrada possa ser processada de maneira natural, isto é, a leitura dos símbolos de entrada sendo feito do início para o fim do arquivo.
ii) Analisadores deste tipo realizam duas operações básica: de empilhamento (ou deslocamento) de s, em que o símbolo da entrada s é colocado na pilha; e a operação de redução pela regra A→α, em que os símbolos correspondentes a cadeia α são retirados da pilha e substituídos pelo não-terminal A.
iii) A validação do programa acontece quando o analisador processa todos os símbolos da entrada e alcança o fim de arquivo, independentemente do conteúdo da pilha de controle do processo. Este momento é conhecido como validação por entrada vazia.
Apenas o item i é verdadeiro.
Apenas o item ii é verdadeiro.
Apenas os itens i e ii são verdadeiros.
Apenas os itens i e iii são verdadeiros.
Todos os itens são verdadeiros.
Pergunta 6 
A respeito dos Carregadores (Loaders) é incorreto afirmar:
Avaliar a quantidade de memória necessária ao programa e solicitá-la ao SO.
Copiar o programa para a memória principal e preparar sua execução.
Ajustar os endereços do código executável de acordo com a posição base de carregamento.
Resolver os endereços de código dinamicamente em situações de swapping, pois os processos não necessariamente retornam a mesma posição.
Reunir os módulos objeto em um único elemento chamado de módulo absoluto de carga.
Pergunta 7
Supondo o comando:  delta = b * b – 4 * a * c; (em C) assinale a alternativa que corresponde a uma das possíveis versões de código intermediário dado na forma de quádruplas para este comando.
	
	a.
		Resultado
	Operador
	Oper_1
	Oper_2
	t1
	*
	b
	b
	t2
	*
	a
	c
	t3
	*
	-4
	t2
	t4
	-
	t1
	t3
	A
	:=
	t4
	 
	
	b.
		Resultado
	Operador
	Oper_1
	Oper_2
	t1
	*
	b
	b
	t2
	*
	a
	c
	t3
	*
	4
	t2
	t4
	-U
	t3
	 
	t5
	+
	t1
	t3
	A
	:=
	t5
	 
	
	c.
		Resultado
	Operador
	Oper_1
	Oper_2
	t1
	*
	-4
	a
	t2
	*
	t1
	c
	t3
	*
	b
	b
	t4
	-
	t1
	t3
	A
	:=
	t4
	 
	
	d.
		Resultado
	Operador
	Oper_1
	Oper_2
	Oper_3
	t1
	*
	b
	b
	 
	t2
	*
	-4
	a
	c
	t3
	-
	t1
	t2
	 
	A
	:=
	t3
	 
	 
	
	e.
		Resultado
	Operador
	Oper_1
	Oper_2
	Oper_3
	t1
	*
	b
	b
	 
	t2
	*
	-4
	a
	c
	A
	+
	t1
	t2
	 
Pergunta 8
A tabela de símbolos é uma estrutura de dados que tem por propósito armazenar todos os nomes declarados pelo programador juntamente com os seus respectivos atributos. É considerada fundamental para o processo de compilação, pois participa de várias etapas do processo inclusive para a geração de código. Durante a análise semântica o compilador busca nesta tabela as informações sobre os identificadores que participam de suas análises, como por exemplo, para recuperar os tipos dos identificadores envolvidos no cálculo de uma expressão com o propósito de verificar a compatibilidade entre eles.
Sobre a tabela de símbolos e a análise semântica é incorreto afirmar que:
Questões relacionadas a declaração prévia dos identificadores, escopo de utilização e a verificação dos argumentos informados como parâmetro durante a chamada de uma sub-rotina são aspectos pertinentes ao componente semântico de tempo de execução.
Os tipos declarados pelo programador estendem os elementos básicos da linguagem, permitindo a definição de variáveis que estão além dos tipos primitivos oferecidos por ela. Desta forma, em uma linguagem de programação orientada a objetos, o analisador semântico desempenha um papel mais complexo uma vez que é responsável também pelas verificações de compatibilidade entre classes derivadas e pela resolução do escopo no caso da reescrita de métodos.
A tabela de símbolos apresenta registros (tuplas) de tamanhos variados, de acordo com natureza do identificador armazenado. Por exemplo, para variáveis são importantes informações quanto ao tipo de dado que armazena, seu escopo de atuação e visibilidade; já para as sub-rotinas, além do nome que a identifica, é importante saber quantos parâmetros são esperados, assim como o tipo de cada um deles.
Durante o processo de análise sempre que um novo identificador é encontrado, uma nova entrada na tabela símbolos é criada e as informações a ele relacionadas são armazenadas. Ao longo do código várias ocorrências dos mesmos identificadores poderão ser encontradas. Se o contexto for o de comandos e não o de declarações, apenas operações de consulta são realizadas na tabela. Com isso é possível validar o uso do identificador em questão quanto ao tipo e escopo, por exemplo, além da obrigatoriedade de sua declaração antes da utilização.
A tabela de símbolos é importante para a geração de código, pois nela encontram-se reunidas as informações sobre todos os identificadores do programa. A partir de seus dados, é possível dimensionar a quantidade de memória que precisará ser alocada para o armazenamento das variáveis estáticas, por exemplo.
Pergunta 9
Um dos tipos de analisadores ascendentes é o conhecido como LR(1), que constrói a árvore sintática do programa realizando reduções através das regras da gramática geradora da linguagem. Considerando o estado corrente do mecanismo reconhecedor (um autômato de pilha) e apenas um símbolo da entrada é possível determinar com precisão qual a regra apropriada e que de ser aplicada em cada momento do processo de análise do programa.
A construção desse autômato começa com uma ampliação das regras da gramática, as quais acrescenta-se uma nova regra que sinalize o início do processo de derivação e permita diferenciar qualquer ocorrência do símbolo inicial daquela que se configura como raiz da árvore sintática.
Adicionalmente caracterizamos os diferentes momentos de derivação de uma regra através de uma representação na forma de item. Num item dado por A→α•β, o marcador sinaliza os símbolos que já foram encontrados pelo parser (os símbolos de α) e também aqueles que ainda faltam para que a regra tenha sido completamente derivada (a sequência correspondente a β). Quando todos os símbolos tiverem sido encontrados, ou seja, tivermos um item na forma A→αβ• é possível então realizar a redução da sequência correspondente αβ por A.
Supondo a gramática dada a seguir: 
G = ( {S,V,D,T,L}, {“int”, “float”, “id”, “;” , “,”}, P, S)
P = { (0) S → V,         (4) T → “int”,
         (1) V → D “;” V, (5) T → “float”,
         (2) V → D,         (6) L → L “,” “id”
         (3) D → TL,       (7) L → “id”   }
Sabendo que já encontra-se aumentada pela inclusão da regra 0, assinale a alternativa que corresponde ao primeiro estado (inicial) do autômato de reconhecimento deste analisador.
	
	a.
	Estado 0:
    S → •V
	
	b.
	Estado 0:
    S → •V
    V → •D “;” V
    V → •D
	
	c.
	Estado 0:
    S → •V
    V → •D “;” V
    V → •D
    D → •TL
    T → •“int”
    T → •“float”
    L → •L “,” “id”
    L → •“id”
	
	d.
	Estado 0:
    S → •V
    V → •D “;” V
    V → •D
    D → •TL
    T → •“int”
    T → •“float”
	
	e.
	Estado 0:
    S → •V
    V → •D “;” V
    V → •D
    D → •TL
    L → •L “,” “id”
Pergunta 10 
O Linker tem a tarefa de reunir em um único programa os vários módulos objeto obtidos a partir da tradução dos diferentes arquivos fontes que compõe o programa. Esse arquivo resultante, dado por todas as partes devidamente encaixadas, damos o nome de Módulo Absoluto de Carga. Durante esse processo o linker deve ser capaz de resolver as chamadas Referências Cruzadas, isto é, referência a elementos externos ao módulo corrente e são conhecidos apenas após a ligação do módulos. Tendo em mente estas atribuições, é incorreto afirmar que cabe ao Linker:
Construir uma tabela com todos os módulos objeto e registrar seus respectivos comprimentos.
Atribuir um endereço de carga a cada módulo objeto, que identificará sua posição dentro do módulo de carga.
Relocar todas as instruções que contêm um endereço, adicionando ao seu endereço uma constante de relocação (que é o endereço inicial de cada módulo).
Encontrar todas as instruções que referenciam outros procedimentos e inserir nelas o endereço absoluto dos mesmos.
Copiar o módulo de carga para a memória principal, preparando o programa para a sua execução.
QUESTOES EXTRAS
A memória é um recurso controlado pelo sistema operacional e um programa não deve ter posições de memória fixas e pré-estabelecidas para que funcione corretamente. Usualmente o programador desenvolve seu código despreocupado de qual será sua localização na memória, pois caberá ao sistema resolver os problemas relacionados com posicionamento do código quando colocar
o programa na memória para execução. Este processo de resolução de endereços é chamado de relocação.
A atividade de relocação é realizada conjuntamente por montadores e carregadores. Os montadores são encarregados de marcar as posições no código-objeto passíveis de alteração, enquanto os carregadores devem reservar espaço suficiente na memória para receber o código de máquina e atualizar suas posições a partir da localização base do programa na memória.
A esse respeito analise as afirmativas a seguir e assinale a alternativa correta.
i) As referências aos símbolos externos devem estar presentes no módulo-objeto e podem ocorrer quanto um símbolo é referenciado no segmento, mas, definido, ocorre em outro segmento (descrito como uma referência externa), ou ainda, quando um símbolo é definido neste segmento e poderá ser referenciado em outro segmento (descrito como uma definição local de um símbolo externamente referenciável).
ii) o Dicionário de Símbolos Externos contém todos os símbolos que estão envolvidos no processo de resolução de referências entre segmentos: símbolos associados a referências externas, a definições locais ou a definições de segmentos.
iii) o Diretório de Relocação e Ligação indica, para cada segmento, quais posições deverão ter seus conteúdos atualizados, de acordo com o posicionamento em memória deste e de outros segmentos.
	
	a.
	Apenas o item i é verdadeiro.
	
	b.
	Apenas o item ii é verdadeiro.
	
	c.
	Os itens i e ii são verdadeiros.
	
	d.
	Os itens i e iii são verdadeiros.
	
	e.
	Todos itens são verdadeiros.
A sintaxe geralmente é definida por uma Gram. Livre de Contexto, mas estas não são capazes de descrever aspectos sobre a compatibilidade de tipos ou regras de escopo de identificadores. Analise as informações a seguir e assinale a alternativa correta.
i) Uma Gramática de Atributos é uma gramática livre de contexto estendida com regras de cálculo e/ou ações semânticas de modo a fornecer sensitividade ao contexto através de elementos chamados de atributos, que estão associados aos símbolos terminais e não terminais utilizados na regra de produção.
ii) Um atributo é qualquer propriedade da estrutura da linguagem que se deseja quantificar ou caracterizar, como por exemplo, o tipo e o escopo das variáveis, valores de expressões, etc.
iii) O valor dos atributos é estabelecido tomando como base a árvore sintática explícita do programa e podem ser calculados tanto em tempo de compilação quanto em tempo de execução, de acordo com a propriedade que representam.
	
	a.
	Apenas o item i é verdadeiro.
	
	b.
	Apenas o item ii é verdadeiro.
	
	c.
	Os itens i e ii são verdadeiros.
	
	d.
	Os itens i e iii são verdadeiros.
	
	e.
	Todos itens são verdadeiros. 
A tabela de movimentos de um analisador LR(1) é construída a partir de um autômato de pilha, cujos estados representam o processo de derivação do programa em relação a gramática de linguagem. As diferentes posições da tabela informam ao analisador qual a operação (empilhamento, redução ou aceitação) deve ser realizada em cada instante do processo de análise, tomando como referência apenas o estado corrente e o símbolo (token) dado na entrada. Acerca desta tabela e de sua construção, analise cada uma das afirmativas a seguir e selecione a alternativa correta.
i) A operação de empilhamento equivale a retirada do símbolo da entrada e sua inserção na pilha para processamento. A célula da tabela equivalente a esta ação é dada pelo número correspondente ao estado que o autômato assume após a transição.
ii) Durante uma ação de redução, os símbolos (estados) equivalentes a cadeia derivada são retirados da pilha e substituídos pelo não-terminal que os origina, realizando assim o processo inverso ao da derivação pela regra em questão. Na tabela essa ação é colocada em cada células cuja linha corresponde ao estado que contém a regra completada e as colunas correspondentes aos símbolos pertencentes ao conjunto de seguidos (Follow) do não-terminal associado a regra.
iii) A aceitação da cadeia ocorre quando encontramos uma ocorrência do símbolo inicial da gramática. Desta forma, preenchemos a coluna correspondente ao símbolo inicial com esta ação para todas as linhas da tabela.
	
	a.
	Apenas o item i é verdadeiro.
	
	b.
	Apenas o item ii é verdadeiro.
	
	c.
	Os itens i e ii são verdadeiros.
	
	d.
	Os itens i e iii são verdadeiros.
	
	e.
	Todos itens são verdadeiros.
A respeito da definição e tarefas dos Montadores (Assemblers), Ligadores (Linkers) e Carregadores (Loaders) analise as afirmativas a seguir e assinale a alternativa correta.
i) Os montadores são encarregados da tradução do programa escrito em linguagem de montagem (assembly) para um programa equivalente escrito em linguagem de máquina, isto é, com o conjunto de instruções da arquitetura alvo (ISA – Instruction Set Architecture).
ii) Os ligadores, llinkers ou linkeditores são programas responsáveis por unir as diferentes partes de um programa e construir um único executável. A sua existência é o que permite a modularização de um programa e o uso de bibliotecas estáticas.
iii) O Loader: é responsável pela transferência de um programa do disco para a memória principal, deixando-o pronto para a execução. Usualmente o carregador é parte do Sistema Operacional.
	
	a.
	Apenas o item i é verdadeiro.
	
	b.
	Apenas o item ii é verdadeiro.
	
	c.
	Os itens i e ii são verdadeiros.
	
	d.
	Os itens i e iii são verdadeiros.
	
	e.
	Todos itens são verdadeiros.