Курсовая работа: Реализация компилятора языка Teneт

Введение
Целью курсовой работы по дисциплине «Конструирование компиляторов» является разработка собственного компилятора для выбранного языка программирования. Предполагается, что компилятор, разработанный в ходе данной курсовой работы, станет частью дипломной работы, целью которой является разработка виртуальной машины троичного процессора. Таким образом, в ходе данной работы стоит цель реализовать язык программирования и предназначенный для него компилятор, позволяющий преобразовывать исходный код на языке программирования, поддерживающим операции троичной логики, в исполняемый файл. Исполняемый файл предназначен для двоичных процессоров x86-64 и операционной системы Windows. Для реализации поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи :
1) Сравнить существующие языки программирования по способу исполнения,
2) Проанализировать этапы преобразования программного кода,
3) Изучить существующие инструменты, позволяющие упростить процесс построения компилятора,
4) Выбрать наиболее подходящие инструменты для реализации компилятора и реализовать его для описанного языка программирования
5) Подготовить набор тестовых данных для демонстрации работоспособности полученного компилятора
1 Аналитический раздел
В данном разделе проведён сравнительный обзор языков программирования по способу их исполнения. На основе этого обзора выбран наиболее подходящий способ исполнения кода для реализуемого языка программирования. Рассмотрены основные этапы преобразования кода и инструменты, позволяющие упростить их реализацию.
1.1 Способы исполнения программного кода
Любой процессор поддерживает набор команд, а также предоставляет наборе регистров для хранения данных и изменения поведения команд. Следовательно, любой программный код в конечном итоге должен быть преобразован к набору команд, поддерживаемых выбранным процессором. Набор таких команд называют машинными командами. Разработка программного продукта на машинном языке затруднительна в связи с тем, что машинные команды не являются читаемыми для человека. Поэтому существуют машинно-зависимые языки программирования (языки ассемблера) – языки, близкие к набору машинных команд, предоставляющие мнемонические команды, соответствующие командам процессора. Программный код, написанный на языке ассемблера, преобразуется в машинный код, а сам этот процесс называется компиляцией. Язык, преобразуемый в процессе компиляции в набор машинных команд, называется компилируемым языком.
1.1.1 Компилируемые языки программирования
Процесс преобразования кода на языке ассемблера в исполняемый процессором машинный код можно разделить на следующие этапы: • Препроцессинг • Трансляция • Компоновка (линковка) В ходе этапа препроцессинга происходит предварительная подготовка кода на языке ассемблера – специальная утилита анализирует исходный код, удаляет все комментарии в файле, выполняет подстановку макросов и т.д. Получившийся в итоге программный код на языке ассемблера подвергается трансляции – 5 переводу команд с языка ассемблера на набор машинных команд. Результатом трансляции служат объектные файлы – это файлы, содержащие наборы машинных команд, соответствующие исходным программным модулям на языке ассемблера. Эти модули затем подвергаются процессу компоновки или линковки – объединению разрозненных объектных файлов в единый исполняемый файл. Очевидным недостатком языков ассемблера является их строгая привязанность к платформе – программа, написанная на языке ассемблера для процессора X не будет работать на процессоре Y, т.к. множество команд и доступных регистров этих процессоров может не совпадать. Для решения этой проблемы были разработаны языки программирования высокого уровня – языки, не оперирующие конкретными командами и регистрами процессоров, а преобразуемые в выбранный язык ассемблера. Таким образом становится возможна разработка программы для нескольких процессоров, при условии, что существует компилятор выбранного языка высокого уровня в машиннозависимый язык выбранного процессора. Процесс компиляции более подробно рассмотрен ниже, сейчас же добавим, что при компиляции языка высокого уровня добавляется этап ассемблирования – преобразования программы на языке высокого уровня в код на языке ассемблера. Отметим также, что в процессе компиляции возможна оптимизация кода – вычисление, разворачивание циклов, определение и удаление недостигаемого кода (кода, который никогда не будет выполнен), замена вызова небольших функций телом этих функций, определение и замена одинаковых участков кода и т.д. Схематично процесс компиляции программы, написанной на языке С, представлен на рисунке 1.