言語プロセッサ2005

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おきまさうえや
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1 url: kameken.clique.jp/lectures/lectures2014/compiler2014/ 言語プロセッサ 2014 Language Processors 2014 平成 26 年 9 月 22 日 ( 月 ) 東京工科大学コンピュータサイエンス学部亀田弘之

2 まずはイントロからなぜ言語プロセッサを学ぶのか? (Why do we study a course 言語プロセッサ?) 2

3 3

( 参考 ) これからは IoT の時代 1. IoT Japan 2014 (10 月 15 日 ~17 日開催 ) http://itpro.nikkeibp.co.

4 ( 参考 ) これからは IoT の時代 1. IoT Japan 2014 (10 月 15 日 ~17 日開催 ) 2. IoT の概要図 ( 出典 ) 4

5 情報システム 5

6 6

7 複雑だなぁネットワークセキュリティクラウドコンピューティングモバイル 7

8 Divide and Conquer ( 困難は分割ししかる後に統合せよ!) 8

9 何が基本なのかなぁ? 9

10 ディスプレイ本体キーボード 10

11 出力 (Output) 処理入力 (Input) 11

12 本体内部が大切! 12

14 14

15 コンピュータの階層化モデル Application Software Operating System Instr. Set Architecture Micro Architecture Logic Module Digital Circuit Analog Circuit Devices (elements) Physics (Electron etc.) Examples Program Device Driver Instruction set & Register Data Bus, Controller Adder, Register AND Gate, OR Gate Amplifier, Filter Diode, Transistor Electron, Photon 15

16 16

17 17

18 18

19 高水準言語ー > 論理回路 main( ){ int a; a = 1; printf( %d,a); }? 高水準言語論理回路 19

20 論理回路 20

21 言語プロセッサとは高水準言語によるプログラム ( 処理手順の記述, 命令群 ) -> 論理回路制御指令群 ( 注 ) 命令 :command 指令 :instruction 21

22 言語プロセッサとは高水準言語によるプログラム ( 処理手順の記述, 命令群 ) -> 論理回路制御指令群言語プロセッサ ( 注 ) 命令 :command 指令 :instruction 22

23 C 言語 Java 言語アセンブリ言語 23

24 main(){ } 24

25 $ cat p01.s.file "p01.c".def main;.scl 2;.type 32;.endef.text.globl _main.def _main;.scl 2;.type 32;.endef _main: pushl %ebp movl %esp, %ebp subl $8, %esp andl $-16, %esp movl $0, %eax movl %eax, -4(%ebp) movl -4(%ebp), %eax call alloca call main leave ret 25

26 main(){ int a; a = 20; a = a + 30; a = a; a = a*7; } 26

27 $ cat p01.s.file "p01.c".def main; 32;.endef.scl 2;.type.text.globl _main.def _main;.scl 32;.endef 2;.type _main: pushl %ebp movl %esp, %ebp subl $8, %esp andl $-16, %esp movl $0, %eax movl %eax, -8(%ebp) movl -8(%ebp), %eax call alloca call main movl $20, -4(%ebp) leal -4(%ebp), %eax addl $30, (%eax) movl $100, %eax subl -4(%ebp), %eax movl %eax, -4(%ebp) movl -4(%ebp), %edx movl %edx, %eax sall $3, %eax subl %edx, %eax movl %eax, -4(%ebp) leave ret 27

28 $ gcc -S filename.c $ ls $ cat filename.s 28

29 コンパイラの処理工程概要ソース言語読み込み字句解析構文解析中間語生成コード生成目的言語 29

30 言語プロセッサの種類 1. インタープリタ (interpreter) 2. コンパイラ (compiler) 30

31 コンパイラの処理 ( 例 ) X = Y* X/Y A = (A + B)*C + B 31

32 補足説明 ( 教科書第 1 章の 1.1 について ) 32

33 コンパイラとは Compiler とは high level language で記述されたプログラム ( 例えば C 言語のプログラム ) を機械向き言語 ( 例えば機械語 ) のプログラムに変換する ( 翻訳する ) ためのプログラムのこと 33

34 教科書 p.2~p.6 の図の話しは自分で読んでおいてくださいこの図はコンパイラの本で時々出てきます 34

35 参考文献 ( 一部 ) 1. コンパイラ原理技法ツール, 原田賢一 ( 訳 ), サイエンス社 (1990). 2. アルゴリズム + データ構造 = プログラム, 片山卓也 ( 訳 ), 日本コンピュータ協会 (1980). ( 一部誤りあり!) 3. 佐々政孝, プログラミング言語処理系, 岩波書店 (1989). 35

36 数式の例 A = B* C/A Area = 2*3.14*R*R 36

37 数式の解析 kingaku = teika + teika * shouhizei 37

38 数式の解析 1. 読み込み ( 文字列として ) kingaku = teika + teika * shouhizei 2. 要素 (token) の切り出し kingaku, =, teika, +, *, shouhizei 3. 要素の相互関係の分析 = kingaku + teika * teika shouhizei 38

39 ソース言語読み込み字句解析分析構文解析中間語生成コード生成合成目的言語 39

40 数式の解析 1. 読み込み ( 文字列として ) kingaku = teika + teika * shouhizei 2. 要素 (token) の切り出し kingaku, =, teika, +, *, shouhizei 3. 要素の相互関係の分析 = kingaku + teika * teika shouhizei 40

41 数式の解析 1. 読み込み ( 文字列として ) kingaku = teika + teika * shouhizei 2. 要素 (token) の切り出し kingaku, =, teika, +, *, shouhizei 3. 要素の相互関係の分析 = kingaku + teika * teika shouhizei 41

42 数式の解析 1. 読み込み ( 文字列として ) kingaku = teika + teika * shouhizei 2. 要素 (token) の切り出し kingaku, =, teika, +, *, shouhizei 3. 要素の相互関係の分析 = kingaku + teika * teika shouhizei 42

43 数式の解析 1. 読み込み ( 文字列として ) 読み込み kingaku = teika + teika * shouhizei 2. 要素 (token) の切り出し字句解析 kingaku, =, teika, +, *, shouhizei 3. 要素の相互関係の分析構文解析 = kingaku + teika * teika shouhizei 43

44 1. 読み込み数式の解析ファイルからの入力技法 2. 字句解析有限オートマトンの理論正規文法正規表現 3. 構文解析スタックオートマトン理論文脈自由文法 44

45 前提知識言語理論とオートマトン前期科目言語理論とオートマトン抽象的論理的な思考への慣れ ( 特に正規表現と有限オートマトン ) プログラミング技法今までいろいろと習ってきましたよね! 基本的な知識があれば一応 OK ファイルの入出力が難しい人もいるかも 45

46 学んで得られるもの言語理論とオートマトン抽象的論理的な思考への慣れソフトウェア分野における基本的概念正規表現 etc. プログラミング言語へのより深い理解プログラミング技法プログラミング力 ( 知識 ) アップ洗練されたアルゴリズムの理解などなど 46

47 言語プロセッサ関連はコンピュータサイエンスの英知が集積されている! この授業を取った人は先見の明がある! 47

48 受講者の行動指針必ず復習をする 48

49 復習問題 1. コンピュータの階層化モデルを説明せよ 2. 命令 (command) と指令 (instruction) の使い分けは? 3. 言語プロセッサにはどんなものがあるか? 4. コンパイル処理の処理工程 ( 処理手順 ) はどうなっているか? 5. トークン (token) とは何か? 49

50 次回までの予習 1. 教科書の目次に目を通しておくこと 2. 第 1 章を読んでおくこと 50

言語プロセッサ2005 -No.6-

言語プロセッサ2005 -No.6- 言語プロセッサ 2014 -No.5- 東京工科大学コンピュータサイエンス学部亀田弘之お知らせ ( 確認 ) 平成 26 年 11 月 17 日 ( 月 ) は休講平成 26 年 12 月 20 日 ( 土 ) に補講の予定 ( 注 ) 平成 26 年 1 月 21 日 ( 水 ) も台風補講の予定言語プロセッサ 2014 担当 : 亀田弘之 ( 東京工科大学 ) 2 これからの内容 1.