编译器的发展简介.doc

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1、编译器的发展简介09927323王翔编译器就是将“高级语言”翻译为“机器语言(低级语言)”的程序。一个现代编译器的主要工作流程:源代码(sourcecode)-＞预处理器(preprocessor)-＞编译器(compiler)一汇编程.序(assembler)-＞目标代码(objectcode)-＞链接器(Linker)一可执行程序(executables)。编译器将源程序(Sourceprogram)作为输入，翻译产生使用目标语言(Targetlanguage)的等价程序。源代码一般为高级语言(High-lev

2、ellanguage),如PascakC、C++、C#、Java等，而日标语言则是汇编语言或目标机器的目标代码(Objectcode),有时也称作机器代码(Machinecode)。上世纪50年代，IBM的JohnBackus带领一个研究小组对FORTRAN语言及其编译器进行开发。但由于当时人们对编译理论了解不多，开发工作变得既复杂乂艰苦。与此同时,NoamChomsky开始了他对自然语言结构的研究。他的发现最终使得编译器的结构异常简单，甚至还带有了-些自动化。Chomsky的研究导致了根据语言文法的难易程度以及识

3、别它们所需要的算法来对语言分类。正如现在所称的Chomsky架构(ChomskyHierarchy),它包括了文法的四个层次：0型文法、1型文法、2型文法和3型文法，且其中的每一•个都是其前者的特殊情况。2型文法(或上下文无关文法)被证明是程序设计语言中最有用的，而且今天它已代表着程序设计语言结构的标准方式。分析问题(parsingproblem,用于上下文无关文法识别的有效算法)的研究是在60年代和70年代，它相当完善的解决了这个问题。现在它已是编译原理中的一个标准部分。有限状态自动机(FiniteAutomat

4、on)和正则表达式(RegularExpression)同上下文无关文法紧密相关，它们与Chomsky的3型文法相对应。对它们的研究与Chomsky的研究儿乎同时开始，并且引出了表示程序设计语言的单词的符号方式。人们接着乂深化了生成有效目标代码的方法，这就是最初的编译器，它们被一■直使用至今。人们通常将其称为优化技术(OptimizationTechnique)，但因其从未真正地得到过被优化了的目标代码而仅仅改进了它的有效性，因此实际上应称作代码改进技术(CodeImprovementTechnique)。当分析问

5、题变得好憧起来时，人们就在开发程序上花费了很大的功夫来研究这一部分的编译器自动构造。这些程序最初被称为编译器的编译器(Compiler-compiler),但更确切地应称为分析程序生成器(ParserGenerator),这是因为它们仅仅能够自动处理编译的一部分。这些程序中最著名的是Yacc(YetAnotherCompiler-compiler),它是由SteveJohnson在1975年为Unix系统编写的。类似的，有限状态自动机的研究也发展了一•种称为扫描程序生成器(ScannerGenerator)的工具,

6、Lex(与Yacc同时,由MikeLesk为Unix系统开发)是这其中的佼佼者。在70年代后期和80年代早期，大量的项目都贯注于编译器其它部分的生成自动化，这其中就包括了代码生成。这些尝试并未取得多少成功，这大概是因为操作太复杂而人们乂对其不甚了解。我国编译器研发工作起步并不算晚，早在60年代初期，董摒美院士和杨芙清院士就分别在中科院和北大领导研究组开发编译器，那时面向的高级语言是ALGOL和FORTRAN,目标机是国产机。在改革开放前，由于国家需要，中科院、国防科大、江南计算所、北大等单位一直在研制国产计算机，包

7、括大型机和高性能计算机(如向量机、并行机)，相应的也在研制高级语言编译器。中科院计算所以董橱美院士领导的研究组先后开发了119机、109机的类ALGOL语言编译器BCYo国防科大开发了向量编译器和向鼐识别器。70年代中科院计算所张兆庆教授研究组(以后称ACTGroup)开始在国产机上研制FORTRAN语言编译器，先后参与了众多的院级和国家级科研攻关项目，主持开发了013,757,KJ8920等国产大型机系统中的FORTRAN语言编译器，所研制的编译器支持了数百万行应用软件的运行。90年代以来ACTGroup承担科学

8、院重大项日，国家攻关项目，863项目，以及国际合作项目，先后开发了共享内存多处理机的并行识别器，分布式内存多处理机的并行识别器，SIMD芯片和VLIW芯片的并行优化C编译器。将编译技术与图形学结合，ACTGro叩还推出了集成化、可视化的并行编程环境。ACTGroup在先进编译技术和并行编程环境方面的研究工作获国内外专家高度评价，国际著名学者评价此研究组居编译