计算机理论：程序设计语言基础知识

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结构图

1. 基本概念

1、低级语言（机器指令、汇编语言）、高级语言（C，C++，Java，Pthon等）
2、源程序、编译程序、解释程序（是否产生独立的目标程序）
3、程序设计语言定义：语法（词法规则，单词符号书写规则、语法规则，语法成分规则）、语义（静态语义，编译时确定，动态语义，运行时确定）、语用。
4、程序设计范型：命令式程序设计语言（基于动作，过程式语言）、面向对象程序设计语言（封装、继承、多态）、函数式程序设计语言（程序与数据等价、多递归）、逻辑式程序设计语言（以形式逻辑为基础）

2. 基本成分

1、程序设计语言基本成分：数据、运算、控制、传输

2.1 数据成分

1、数据：程序操作对象。属性：类型、名称、作用域、存储类别、生存期
2、常量和变量、全局量和局部量、数据类型（基本类型用户定义类型、构造类型、指针类型、特殊类型、抽象数据类型）

2.2 运算成分

1、运算成分：允许使用的运算符号及运算规则

2.3 控制成分

1、控制结构：顺序结构、选择结构、循环结构。控制语句：符合语句、if和switch语句、循环语句

2.4 函数

1、函数定义（函数首部、函数体）、函数声明、函数调用（传值调用，引用调用）

3. 语言处理程序基础

1、语言处理程序：将高级语言或汇编语言编写的源程序翻译成某种机器语言程序
2、基本分类：汇编语言、编译语言、解释语言

3.1 汇编语言基础

1、汇编语言：为特定计算机设计的面向机器的符号化程序设计语言。功能：将汇编语言编写的源程序翻译成机器指令程序。工作：将每条可执行汇编语句转换成对应的机器指令，处理源程序中出现的伪指令和宏指令。
2、程序语句分类：指令语句、伪指令语句、宏指令语句
3、汇编程序需扫描2次源程序：第1次定义符号的值并创建符号表ST，第2次产生目标程序。

3.2 编译程序基础

1、编译程序功能：将用某高级语言所写源程序翻译成等价的目标程序。
2、编译器工作阶段：词法分析（对源程序从前到后（从左到右）逐个字符扫描，识别出单词符号）、语法分析（将单词符号序列分解成各类语法单位，如表达式、语句程序等）、语义分析（分析程序中各种语法结构的语义信息，类型分析和检查）、中间代码生成（四元式）、代码优化（等价交换）、目标代码生成（将中间代码变换成特定机器上的绝对指令代码、可重定位的指令代码或汇编指令代码）
3、出错处理：动态错误（程序运行时发生）、静态错误（程序编译时发生，语法错误、静态语义错误）
4、编译阶段：前端（从词法分析到中间代码生成各阶段工作）、后端（从中间代码优化到目标代码优化阶段工作）
词法分析
1、字母表、字符串运算、正规表达式及正规集
2、确定的有限状态机DFA，不确定的有限状态机NFA，状态转移图，状态转换矩阵
语法分析
1、程序设计语言语法：上下文无关文法描述

3.3 解释程序基础

1、解释程序词法分析、语法分析、语义分析与编译程序相同，但在运行用户程序时，它直接执行源程序或源代码的内部程序。
2、主要区别：解释程序不产生源代码的目标程序
3、以解释程序实现高级语言上3种方式：对源程序逐个检查字符，执行程序语句规定动作；先将源程序翻译成某中间代码，在解释中间代码实现用户程序运行；
4、解释程序基本结构：分析部分（词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成逆波兰表达形式）、解释部分（解释执行中间代码）
5、解释程序与编译程序比较：编译可能效率更高、解释程序更灵活、解释程序移植性更高。