医院病房病情监控系统设计完整的规划设计、和系统分析、深入分析开发需求，设计模块、类等。联入式系统及应

文件名称: 医院病房病情监控系统设计

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详细说明：完整的规划设计、和系统分析、深入分析开发需求，设计模块、类等。联入式系统及应用课后作业第一章:引言及编译器工作原理简介 1.1编译器简介人类相互之间通过语言进行交流,人与计算机之间也通过语言进行交流。编译原理所讨论的问题,就是如何把符合人类思维方式的用文字描述的意凨(源程序)翻译成计算机能够理解和执行的形式(目标程序)具体实现从源程序到目标程序转换的程序被称为编译程序或编译器。由丁应用的不同,有着各种各样面向人类的高级语言。 1.2编译器和解释器工作方式对比编译器是一个罴盒子,源程序的翻译和翻译后程序的运行是两个独立的不同阶段。而解释器采用另一种方式翻译源程序,它不像编译器那样,把源程序的翻译和目标程序的运行分割丌来,而是把翻译和运行结合在一起,翻译一段源程序紧接着就执行它,称之为解释。其工作方式如图所示: 源程序编译器目标程序源程序解释器输出输入数据→目标程序输出输入数据一 a編译器的工作方式 (b)解释器的工作方式联入式系统及应用课后作业 1.3对编译器各个阶段的划分编译器工作阶段入下图所示源程序词法分析器匿法分析器语义分表中间代码生成器代码优化器目标代码生成器目标代码各个阶段具体工作通过下面例子进行讲解现以仅包含一条声明语句和一条可执行语句的源程序为例,如下所示: var x, y, Z: real; X:=y+z*60; 首先进行此法分杆 var x, y, Z: real; 词法分析 var id1,id2, id3 real: id1: =id2+id3*60: 联入式系统及应用课后作业 1)词法分析是编译过程的基础,任务是扫描澒程序,根据语言的词法规则分解和识别出每个单词,其输出是识别的记号流。具体任务有以下五点: (1)组织源程序的输入 (2)拼出单词并查找其类别编号,形成二元式输出,得到单词流文件 (3)删除注释、空格和无用符号 (4)发现并定位词法错误,需要输出错误的位置在源程序中的第几行。将错误信息输出到屏幕上。 5)对亍普通的标识符和常量,分别建立标识符表和常量表(使用线性表存储),当遇到一个标识符和常量时,杳找标识符表和常量表。若存在,则返回位置,否则,返回0.并填写常量表和符号表。 )语法分析器以词法分析器返回的记号流为输入构造句子的结构,并以树的形式表示出来,称之为语法树,如下图1.5所示: 联入式系统及应用课后作业语法分析 id2 idI id2 图1.5语法树语义分析符号表 1 x real rea 3z real 8 图1.6语义分析 3)语义分析器根据语法分析器构造的语法树,进行适当的语义处理。对声明语句,进行符号表的查填,符号表中,每一行存放一个符号的信息。第一行存放标识符ⅹ的信息,它的类型是real,为它分配的地址是0.第二行存放y的信息,它的类型是rea1,为它分配的地址是4.由此可知其为每个实型数分配一个大小为四个单元的存储空间。对于可执行的语句,检查结构合理的表达式运算是否有意义。由于变量x,y,z均是real类型而60被认为是 integer类型,故而,在语义 5 联入式系统及应用课后作业检查时将60转化为60.0处理,反映在语法树上,就是增加·个新的节点itr(将整型数转化为实型数),如上图1.6所示 4)中间代码生成器对语法树进行遍历,并生成可以执行的中间代码序列,最常用的中间代码形式是四元式,其形式如下所示 (序号)(op,arg1, argz, result 操作符左操作数右操作数结果其中操作符也被称作算符,操作数也被称作算子,其上式表示对这个四元式中的arg1和arg2进行op运算,将结果存进 result。其中间代码生成过程如图1.7: 中间代码生成 (1)fit,60, T1) (2)(*,id3,T1,T) (3)(+,id2,T2,T3 (4) T3 图17中间代码生成 5)屮间代码优化分析上面图中的四个四元式可以看出,60是编译时已经知道的常数, 所以把它转换成60.0的工作可以在编译时完成,没有必要生成图中 6 联入式系统及应用课后作业 (1)号四元式,它的作用仅仅是把T3的值传给id1,因而其也是多余的四元式,经过优化后其就变为两个四元式即中间代码优化 (1)(*,id3,60.0,T1) (2)(+,id2,T1,id1) 图18中间代码优化 6)根据优化后的中间代码生成目标代码,此处的目标代码使用的是汇编指令,其中MOVF、MULF、ADDF分别表示浮点数的传送,乘和加操作。对于二元运算MULF和ADF,操作形式为 OP source, target, 它表示 target:= source op target。即 Source和 target进行OP 运算,结果行进 target。对于一元运算MOVF,操作形式为M)VF Source, target,它表示 target:= source,即将 Source中的内容移进 targe 目标代码生成 MOVF id3, R2 MULF #60.0 R2 MOⅤFid2,Rl ADDF R2. RI MOVF R1. id1 图1.9目标代码生成联入式系统及应用课后作业 ⑦)错误检查和处理程序程序编与人员编与的程序,错误是难免的,,一个仅能处理绝对正确源程序的编译程序是没有价值的。一个比较完善的编译程序应具有广泛的程序査错能力,并能准确的报告源程序的错误种类和错误出现的位置。同时编译程序还应具有一定的校错能力。除报错外,编译程序还可以生成一些另外的注释信息,帮助程序人员调整程序和编写程序说明书。 8)信息表管理程序在编译的过程屮,需要经常收集,记录或査询源程序屮所岀现的各种量的有关属性。因而,需要建立或持有不同用途的表格(如常数表各种名字表、表等)通常统称为符号表。综上所述,对编译器各个阶段做如下归纳: 1.词法分析:词法分析器根据词法规灲识別出湶程序中的各个记号, 每个记号代表一类单词。源程序中的记号可以归为以下几大类: (1)关键字:如var, begin,end等,具有特定含义,一般不作它用,也成称保留字 (2)标识符:如x,y,z等,在源程序中被用作变量名,过程名等所有对象名称。 8 联入式系统及应用课后作业 (3)字面量:如60, Xidian university等,一般表示常数或字符串常量 (4)特殊符号:如+、、;等,其在源程序具有特定的作用,可被细分为运算符,分隔符等。 2.语法分析器根据语法规则识别出记号流中的结构,并构造相应的反应该结构的语法树。语法树的数据结构一般采用典型的二叉树结构,因任何形态的树都可向其转换。语义分析:语义分析器根据语义规则对语法树中的语法单元进行静态语义检査,如类型检査和转换等,其目的是为了语法正确的结构在语义上也是合法的。 4.中间代码生成:中间代码生成器根据语义分析器的输出生成中间代码。中间代码可以有若干形式,其共同的特征是与具体的札器无关。最常用的一种中间代码是三地址码,它的一种实现方式是四元式,三地址码的优点是便于阅读和优化。 5.屮间代码优化:由于编译器将源程序翻译成屮间代码是杌械式的。因而,生成的中间代码往往在时间上和空间上有很大浪费。若要生成高效的目标代码就必须进行优化处理。由于中间代码不依赖丁机器,在中间代码一级进行优化可以避开与机器有关的因素把精力集中在对控制流和数据流的分析上。因此优化的大部分工作在目标代码生成之前进行,只有少部分与及其有关的优化放在日标代码生成时执行。

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