E-BOOK 编译原理(第3版) 王生原,董渊,张素琴,吕映芝,蒋维杜 编译原理(第3版)

编译原理(第3版)

👤 王生原,董渊,张素琴,吕映芝,蒋维杜 📖 清华大学出版社 📋 9787302381419 🌐 zh-CN
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  • 理解编译流程:系统掌握词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成的完整编译过程。
  • 掌握形式化方法:学会使用文法、自动机等数学工具描述和识别程序设计语言,为编译器的设计奠定理论基础。
  • 实现小型编译器:通过PL/O和Decaf两个实例,掌握从零构建一个可运行编译器的具体方法和技巧。
  • 熟悉GCC工具链:了解开源编译器GCC及Binutils工具链的基本用法,为从事系统级软件开发做好准备。
  • 提升系统能力:培养从整体视角分析软硬件协同问题的能力,加深对计算机系统工作原理的理解。
★★★
Intermediate
BeginnerElementaryIntermediateAdvancedExpert
  • 计算机专业本科生:系统学习编译原理核心知识,完成课程作业与考试,为后续系统课程打下基础。
  • 软件工程专业学生:理解编译器构造的工程实践,提升大型软件设计与实现能力。
  • 系统软件开发者:从事编译器、解释器、工具链开发,需要深入掌握编译技术。
  • 对底层技术感兴趣的程序员:希望理解编程语言实现原理,提升代码调试与优化能力。
  • 考研学生:备考计算机专业研究生入学考试,需要系统复习编译原理重点内容。
  1. 循序渐进:建议按章节顺序阅读,前三章是理论基础,务必牢固掌握文法和自动机概念。
  2. 理论与实践结合:每章学完后,对照PL/O编译程序实例,理解理论如何应用于实际代码。
  3. 重点突破:词法分析和语法分析是重点章节,可多花时间做习题和编程练习。
  4. 课程设计:选择Decaf编译程序作为课程设计项目,完整实现一遍以深化理解。
  5. 工具实践:第12章GCC工具链可结合实验操作,尝试编译不同语言代码,观察编译过程。
  • 理论体系:建立完整的编译原理知识框架,理解形式语言与自动机在编译中的应用。
  • 实践能力:能够独立设计并实现一个简单语言的编译器,包括词法、语法、语义分析和代码生成。
  • 问题分析:学会用编译原理的视角分析程序错误,提升调试和代码优化的能力。
  • 工具运用:熟悉GCC和Binutils工具链,掌握编译器相关工具的基本操作。
  • 思维提升:培养抽象思维和系统设计能力,理解软硬件协同工作的原理。
  • 职业基础:为从事编译器开发、程序分析、安全研究等前沿领域打下坚实基础。

📖 Book Introduction

编辑推荐
  本套教材已伴随着计算机科学与技术的发展茁壮成长了三十余年,获得了中华人民共和国教育部科技进步奖、普通高等学校优秀教材全国特等奖、全国畅销书金奖等三十多项音B级以上奖励,被近千所高校选作教材,教学效果非常好。本套教材经过多次修订改版和增加新品种、新内容、新技术,基本涵盖了本科生和硕士研究生的主要课程。本套教材的作者全部是清华大学计算机系的教师,教材的内容、语言特点、课时安排体现了他们治学严谨的特点,概念表述严谨,逻辑推理严密,语言精练。同时,本套教材体系完整、结构严谨,理论结合实际,注重素质培养。
  在保持前两个版本风格的基础上,重组了语法制导的方法,语义分析,中间代码生成,运行时存储组织,代码优化和目标代码生成等相关内容,力求在各主要知识点之间达到较合理的均衡。
  包含两个小型编译程序的设计实例,既可以作为学生了解编译程序的构造原理和实现技术的平台,也可以作为课程设计的备选素材。
  通过程序实例,对业界广泛使用的开源编译器GCC及其相关工具链的作用和基本用法进行简介,为可能从事相关领域工作的学生提供必要的基础知识储备。
内容简介
  《编译原理(第3版)》介绍程序设计语言编译程序构造的一般原理、基本设计方法和主要实现技术,主要内容包括文法、自动机和语言的基础知识,词法分析,语法分析,语法制导的语义计算,语义分析,中间代码生成,运行时存储组织,代码优化和目标代码生成。
  除了基本设计原理外,书中还包含两个小型编译程序的设计实例,可选作课程设计的素材。一个是PL/O语言编译程序,其设计和实现框架贯穿于该书相关章节中;另一个是简单面向对象语言Decaf的编译程序。该书最后还介绍了业界广泛使用的开源编译器GCC及和它紧密相关的Binutils工具链,通过一系列程序实例说明这些工具的作用和基本用法。
  《编译原理(第3版)》可作为高等院校计算机科学与技术相关专业的本科生教材,也可作为相关教师、研究生或工程技术人员的参考书。
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前言/序言
  编译程序(或编译器、编译系统)在计算机科学与技术的发展历史中发挥了巨大作用,是计算机系统的核心支撑软件。“编译原理”一直以来是国内外大学计算机相关专业的重要课程,其知识结构贯穿程序设计语言、系统环境以及体系结构,能以相对独立的视角体现从软件到硬件以及软硬件协同的整机概念;同时,其理论基础又涉及形式语言与自动机、数据结构与算法等计算机学科的许多重要方面,不愧为联系计算机科学理论和计算机系统的典范。这一知识体系所涉及的原理和技术不仅用于编写编译程序,也适用于很多软件的设计。著名的计算机科学家A.V.Aho和J.D.Ullman在他们的著作中说:“在每一个计算机科学家的研究生涯中,这些原理和技术都会反复用到。”
  本书介绍程序设计语言编译程序构造的一般原理、基本设计方法和主要实现技术,主要面向计算机科学与技术相关专业本科生的专业学习和素质培养,也可供从事系统软件和软件工具研究及开发的人员参考。
  全书共12章。前面几章中有关词法分析和语法分析的部分,基本上延续了本书前两个版本的风格和内容,有利于之前阅读和使用过这套教材的教师和学生衔接。新版本重新组织了语法制导的方法、语义分析、中间代码生成、运行时存储组织、代码优化和目标代码生成等相关内容,进行了适当的充实与删减,力求在各主要知识点之间达到某种较合理的均衡,使学生在本科层次的学习中尽可能对编译程序的构造原理和实现技术从整体知识层面上有较好的掌握。
  对于结合实例的讲解,本书沿用了前两个版本使用的PL/O编译程序。PL/O编译程序比较简单,但不失代表性,在编译原理教学中具有广泛的使用基础。通常情况下,学生能够在很短的时间内掌握PL/O编译程序的实现脉络,对于快速了解一个具体编译程序的作用和设计思想有很好的帮助。和前面的版本不同,第3版中是将PL/O编译程序的介绍分散于不同章节中,不同学校或专业的课程可根据自身的情况选择集中学习和分阶段学习。
  “编译原理”是一门对实践性要求较高的课程,通常应该设置专门的课程设计。书中涉及两个小型编译程序的设计实例,可选作课程设计的素材。一个是PL/O语言编译程序,其设计和实现框架贯穿于全书相关章节;另一个是简单面向对象语言Decaf的编译程序,参见第11章。不同学校或专业的课程可根据自身的情况制订适当的课程设计方案。
  近年来,在许多专业应用场合,熟练使用与编译程序/系统相关的系统级软件工具已成为必须掌握的基本技能之一。为此,本书安排了有关开源的GCC编译器和相关工具链Binutils的章节(第12章),为学生将来有可能从事相关领域的工作进行基本和必要的准备。对于这部分内容,不同学校或专业的课程可根据自身情况引导或建议学生进行适当的训练。
  本书的第1~3章由张素琴和王生原共同编写,第4章和第6章由吕映芝、张素琴和王生原共同编写,第5章由吕映芝编写,第7章和第11章由王生原编写,第8、9章由王生原和蒋维杜共同编写,第10章由董渊和王生原共同编写,第12章由董渊编写。
  附录中包含PL/O源程序的Pascal版本和C版本的代码,Java版本的代码可从清华大学出版社网站上获取。另外,若相关课程需要用到Decaf编译实验框架的代码,任课教师可与清华大学出版社或编者联系(仅限于用作教学资源的共享与交流)。
  适合在“编译原理”课程中讲授的内容非常广泛,从国际上的著名教材来看,在侧重点、内容和风格上都有相当大的差异。由于编者水平所限,书中必然存在不当和疏漏之处,诚请广大读者批评指正。

📑 Table of Contents

  1. 绪论:编译程序的基本概念、结构与发展
  2. 文法和语言:形式语言基础、文法分类与推导
  3. 词法分析:正规表达式、有限自动机与词法分析器设计
  4. 语法分析:自顶向下与自底向上分析方法
  5. 语法制导的翻译:属性文法、语法制导定义与翻译方案
  6. 语义分析:类型检查、符号表与作用域管理
  7. 中间代码生成:三地址码、语法树与中间表示形式
  8. 运行时存储组织:存储分配、过程调用与参数传递
  9. 代码优化:基本块优化、循环优化与数据流分析
  10. 目标代码生成:指令选择、寄存器分配与代码生成算法
  11. 面向对象语言Decaf编译程序的设计与实现
  12. GCC编译器及Binutils工具链简介与应用实例