Derleyici Kuramı (Compiler Theory)

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Derleyici Kuramı (Compiler Theory)"

Canan Asani
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 Derleyici Kuramı (Compiler Theory) Yrd. Doç. Dr. Şadi Evren ŞEKER Bu sunum, İstanbul Üniversitesi, Bilgisayar Mühendisliği, BMG dersi kapsamında hazırlanmıştır ve kavramlara genel bir giriş yapmayı hedefler.

2 Konular Temel Tanımlar ve Derleyici aşamaları Durum geçiş diyagramı ve örnek makine kodu üretilmesi Düzenli ifadeler (Regular Expressions) Sonlu Durum Makineleri (Finite State Machines ) İçerikten bağımsız gramer (Context Free Grammer, CFG)

(Regular Expressions) Sonlu Durum Makineleri (Finite State

3 Dil Seviyeleri Makine dilleri (İşletim sistemi ve Donanım bağımlı koddur) Düşük Seviyeli Diller (Assembly) Orta Seviyeli Diller (C) Yüksek Seviyeli Diller (JAVA, C#, Pascal, Fortran)

4 Derleyici Nedir? Bir dilden diğer bir dile çevirim yapan programlara verilir. Genel olarak çevirim, yüksek seviyeli bir dilden makine diline yapılmaktadır. Ayrıca Diller arası çevirim için kaynaktan kaynaya derleyici (source to source compiler) ve farklı ortamlara kod üreten derleyiciye çarpraz derleyici (cross compiler) isimleri verilir.

Ayrıca Diller arası çevirim için kaynaktan kaynaya derleyici (source to source

5 Derleyicinin çalışma aşamaları Analiz aşaması Yazım analizi (syntax analysis) Anlambilimsel analiz (Syntactic analysis) Kod Üretimi (Code Generation) Çalışma Zamanı (Run-Time) Geçişler sırasında veri yapılarının kullanımı

(Syntactic analysis) Kod Üretimi (Code Generation)

6 Geçişlerine Göre Derleyiciler Tek Geçişli Derleyiciler (One Pass Compilers) Çok Geçişli Derleyiciler (Multi Pass Compilers) İki Geçişli Derleyicisler (Two Pass Compilers)

7 Yorumlayıcılar (Interpreters) Tek geçişli çalışma ve bütün aşamaların her satır için işlenmesi Örnekler: Phyton, Perl, PHP

8 Yorumlaryıcı ve Derleyici arasındaki farklar Derleyiciler, programın analizi ve işlenmesi için daha fazla zaman gerektirirlerken yorumlayıcılar daha az analiz ile programı çalıştırırlar. Derleyiciler için sonuç, genelde makine bağımlı bir kod iken yorumlayıcılar için genelde orta seviye bir koddur. Derleyicilerin çıktısı, doğrudan işletim sistemi üzerinde çalışırken, yorumlayıcıların çıktısı genelde çalışmak için ilave bir programa ihtiyaç duyar. Derleyici çıktıları genelde hızlı çalışırken, yorumlayıcı çıktıları daha yavaş çalışır.

Derleyiciler için sonuç, genelde makine bağımlı bir kod iken yorumlayıcılar için genelde orta seviye bir koddur.

9 Örnek Derleyici Tasarımı Aşağıda anlatılan makineyi tasarlayıp makine kodu üretelim. Kullanıcı, makineye bozuk para atacak Kahve veya çay seçeneklerinden birisini seçecek Seçime uygun olarak bir ürün kullanıcıya verilecek.

10 Makinemizin Durum Geçiş Diyagramı (State Transition Diagram) K Kv B P Ç Çv B: Başlangıç Durumu P: Para atılmış Durum K: Kahve seçimi Ç: Çay Seçimi Kv: Kahve Verme Çv: Çay Verme

11 Makine Kodunun Çıkarılması Kodlarımız: Para atılması eylemi Seçim yapılması eylemi Ürün verilmesi eylemi Parametrelerimiz Seçim eylemi Kahve Çay Ürün verilmesi eylemi Kahve Çay Entropi: 3 farklı eylem bulunmakta 2'lik tabanda 2 hane kullanılacaktır. 2 farklı parametre bulunmakta 2'lik tabanda tek hane yeterlidir.

verilmesi eylemi Kahve Çay Entropi: 3 farklı eylem bulunmakta 2'lik tabanda 2

12 Durum Geçiş Diyagramında Makine Kodlarının Gösterimi 010 K 100 Kv B P Ç Çv Örnek çalışma: para atılıp kahve alınması: Eylemler Para atılması 00 Seçim 01 Ürün Verilmesi 10 Parametreler Kahve 0 Çay 1

atılıp kahve alınması: 00010100 Eylemler Para atılması

13 Örnek Derleyici Çevirimi Kaynak Kod : 10. bekle(para Atılmasını); 20. bekle(düğmeye basılmasını) 30. şayet(kahveye basıldıysa) 40. kahve ver satıra dön 50. şayet (çaya basıldıysa) 70. çay ver satıra dön Yeni komutlar geldiği için entropi artar: Eski komutlar: 000 Para Atılması 001 Düğmeye basılması 010 Ürün verilmesi Yeni komutlar: 011 Şayet 100 Bekle 101 Git Derleyici Temsili Makine Kodu:

satıra dön 50. şayet (çaya basıldıysa) 70. çay ver 80. 10.

14 Dizilerin Kodlanması Hafıza (RAM) tek boyutludur. Birden fazla boyutlu dizilerin kodlanması. Örnek 2 boyutlu diziler (matrix) Kolon bazlı Satır bazlı

15 Düzenli (Resmi) Diller (Regular Expressions) * (boş küme) kümenin boş olduğunu gösterir ve sembolü ile gösterilir * (boş kelime) ε, {ε} kümesi şeklinde gösterilir * (değişmez (literal) harf (charachter) ) dil kümesi Σ için {a} kümesi a harfini içerir.

kelime) ε, {ε} kümesi şeklinde gösterilir * (değişmez

16 Düzenli İfadelerde İşlemler * ( üleştirme (concatenation) ) RS gösterimi { αβ α, R için ve β, S için} kümesi şeklinde ifade edilir. Örneğin { ab, c } { d, ef } = { abd, abef, cd, cef }. * ( alternation (değişim veya seçim) ) R S gösteirmi R S lerin birleşim kümesini ifade eder. * (Kleene star) R* şeklinde ifade edilir ve R kümesindeki bütün concatenation (üleştirme) ihtimallerinin oluşturduğu kümeye denilir. Bu kümeye ε dahildir. Örneğin, { ab, c }* = {ε, ab, c, abab, abc, cab, cc, ababab, }.

* ( alternation (değişim veya seçim) ) R S gösteirmi R S lerin birleşim kümesini ifade eder.

17 Düzenli İfade Örnekleri * a b* -> {ε, a, b, bb, bbb, } * (a b)* gösterimi, a ve b sembollerinden oluşabilecek bütün kelimeleri ifade eder. * b*(ab*)* yukarıdaki örnek ile aynı sonucu verir * ab*(c ε) gösterimi, a kelimesi ile başlayan, ve sıfır veya istenilen miktarda b içeren son olarak da ister c ister ε ile biten kelimeleri ifade eder. * (aa ab(bb)*ba)*(b ab(bb)*a)(a(bb)*a (b a(bb)*ba)(aa ab(bb)*ba)*(b ab(bb)*a))*

* b*(ab*)* yukarıdaki örnek ile aynı sonucu verir * ab*(c ε) gösterimi, a kelimesi ile başlayan, ve

18 Sonlu Durum Makineleri (Finite State Machines)

19 Kapı otomatına açma / kapama düğmesi eklenirse

20 Belirlilik (Determinism) DFA (deterministic finite automata) NFA (non-deterministic finite automata)

21 DFA NFA Çevirimi q1 q0 q0 {q0,q1} {qo,q1} {q0,q1} {q0,q1,q2} {q0,q1,q2} {q0,q1,q2} {q0,q1,q2} 0,1 q ,1 1 q ,0 1 1 A B C 0 1 A A B B B C C C C

22 İçerikten Bağımsız Diller (Context Free Languages) sonlular (terminals) devamlılar (nonterminals), bağlantılar (relation) başlangıç sembolu (starting symbol) o G = ( V,, R, S) Bu gösterimdeki grammer (G), V devamlıları, sonluları, R bağlantıları, S ise başlangıç sembolünü göstermektedir.

23 CFG Örnek Örneğin S -> asb ab şeklinde tanımlanan bir dilde: G= ( {S}, {a,b}, {S -> asb ab}, S )

24 BNF (Backus Normal Form) <dil>::=<işlem> <işlem> ::= <işlem> + <terim> <işlem> <terim> <terim> <terim> ::= <terim> * <unsur> <terim> / <unsur> <unsur> <unsur> ::= sayı ( <işlem> ) <sayı> ::=

25 Parçalama Ağacı (Parse Tree) BNF: 4+8*(2-3)

Benzer belgeler

ENF-106 C Programlama Dili Ders İçeriği. Grafik fonksiyonları C Programlama Dili Ders Notları Dr. Oğuz ÜSTÜN

ENF-106 C Programlama Dili Ders İçeriği Programlamaya giriş ve algoritma kavramları Basit ve karmaşık veri tipleri Program kontrol komutları (Döngü ve şart yapıları) Diziler ve karakterler Pointerler Fonksiyonlar