Compiladores: Análise e Síntese

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Gramática Livre de Contexto
2021.1
COMPILADORES
Compiladores
 O primeiro compilador Fortran levou 18 anos para ser 
implementado (Backus et al., 1957).
 Contudo, tem sido descobertas técnicas sistemáticas para 
manipular muitas das importantes tarefas que ocorrem durante 
uma compilação.
Compiladores
 Um compilador é um programa que recebe como entrada um 
programa em uma linguagem de programação – a linguagem 
fonte – e o traduz para um programa equivalente em outra 
linguagem – a linguagem objeto
 O papel de um compilador é relatar quaiquer erros nos 
programas fontes detectados durante esse processo de 
tradução.
 O programa objeto pode ser em linguagem de máquina 
executável ou assembly.
Compiladores
Compiladores
 Um interpretador é outro tipo comum de processador de 
linguagens.
 Em vez de produzir um programa objeto como resultado da 
tradução, um interpretador executa diretamente as operações 
específicas no programa fonte sobre as entradas fornecidas 
pelo usuário.
Interpretadores
Compiladores
 O programa objeto em uma linguagem de máquina 
normalmente é muito mais ráído do que um interpretador, 
porém, um interpretador oferece um melhor disgnóstico de erro 
do que do que um compilador porque executa o programa fonte 
instrução por instrução.
 Processadores da linguagem JAVA combinam compilador e 
interpretador
 Um programa Java é compilador para uma forma intermediária 
chamad bytecodes e os bytecodes são interpretados por uma 
máquina virtual.
Compiladores e Interpretador
Pré-Processador
 Um programa fonte pode ser subdividido em módulos 
armazrnados em arquivos separados
 A tarefa de coletar o programa fonte é do pré-processador.
Pré-Processador
Estrutura de um Compilador
 O processo de compilação é constituído de duas etapas:
● Análise – quebra o programa fonte em peças constituintes e 
cria uma representação intermediária;
● Síntese – constrói o programa alvo desejado a partir da 
representação intermediária. 
Estrutura de um Compilador
 Durante a análise, as operações presentes no programa fonte 
são determinadas e registradas numa estrutura hierárquica 
chamada árvore.
 Conseqüentemente, esse tipo especial de árvore é chamada de 
árvore sintática.
 Numa árvore sintática:
I.Cada nó representa uma operação;
II.e, cada nó folha representa um argumento da operação. 
Analisador de Programas Fonte
 Muitas ferramentas de computador que manipulam programas 
fonte primeiro efetuam algum tipo de análise.
 Alguns exemplos de ferramentas que tratam do programa fonte:
 Editores de Estrutura – Recebe uma seqüência de comandos 
para construir um programa fonte. 
 Organizador de Impressão – Analisa um programa e o imprime 
de uma forma que sua estrutura torna-se claramente visível. Ex.: 
Comentários podem aparecer com um tipo de fonte e 
declarações com indentação proporcional ao seu aninhamento. 
Analisador de Programas Fonte
 Verificador Estático – Lê um programa, analisa-o e tentar 
descobrir potenciais bugs sem executar o programa. Ex.: Pode 
detectar partes do programa que nunca serão executadas, ou 
que uma variável pode ser usada antes de inicializada.
 Avaliador de Expressões – Executa as operações indicadas no 
programa fonte. Ex.: Pode construir uma árvore sintática de uma 
atribuição e avaliar o resultado “caminhando pela árvore”. 
Estrutura de um Compilador
 A análise impõem uma estrutura gramatical e depois cria uma 
representação intermediária do programa fonte.
 A análise detecta se o programa fonte está sintaticamente mal 
formada ou semanticamente indocrreta, informando erro.
 A análise também cria uma estrutura chamada de tabela de 
símbolos
 A síntese cria o programa objeto a partir do programa 
intermediário e das informações da tabela de símbolos
 A anállise é chamada de front-end e a síntese de back-end
Estrutura de um Compilador
Análise Léxica (Scanner)
 O analisador léxico lê o fluxo caracteres que compo m o ẽ
programa fonte e os agrupa em sequências significativas, 
chamadas lexemas
 Para cada lexema, o analisador léxico produz como saída um 
token no formato 
<nome-token, valor_atributo>
 nome-token: é um símbolo abstrato
 valor-atributo: aponta para uma entrada da tabela de 
símbolos
Análise Léxica (Exemplo)
Análise Sintática
 O analisador sintático cria uma representação intermediária tipo 
ávore dos tokens produzidos no analisador léxico
Análise Semântica
 O analisador semântico utiliza a árvore de sintaxe e a tabela de 
símbolos para verificar a consistência semântica do programa 
fonte com a definição da linguagem.
 Por exemplo, verificação de tipos e coerção
Análise Semântica
Geração de Código Intermediário
 Programa fonte → Código Intermediário → Código Objeto
 A representação intermediária deve ter duas propriedades 
importantes: ser facilmente produzida e ser facilmente traduzida 
para a máquina alvo
 Código de três instruções (possui 3 operandos):
 Cada instrução possui no máximo um operador do lado 
direito
 Gerar um nome temporário para guarda valores gerados
 Algumas instruções possui menos de 3 operandos
Geração de Código Intermediário
Otimização de Código
 Objetivo de fazer um código objeto melhor:
 Mais rápido
 Código Menor
 Consuma menos energia
Otimização de Código
Geração de Código
 Código intermediário → código objeto
 Se a linguagem objeto for código e máquina de alguma 
arquitetura, devem-se selecionar os registradores ou 
localizações de memória para cada uma das variáveis usadas 
no programa.
Geração de Código
Desafi o 3
Desafio 3: Regras de Parse
Indentificar e documentar as regras de parse do analisador da linguagem mostrando exemplos de uso.
Mínimo de 15.
conditionalExpression
: logicalOrExpression ('?' expression ':' conditionalExpression)?
;
logicalOrExpression
: logicalAndExpression
| logicalOrExpression '||' logicalAndExpression
;
logicalAndExpression
: inclusiveOrExpression
| logicalAndExpression '&&' inclusiveOrExpression
;
Exemplo:
numero >= 0 ? numero++ : numero--;
“Educação não transforma o mundo. Educação muda as 
pessoas. Pessoas transformam o mundo.”
Paulo Freire
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