編譯技術(shù)的工程應(yīng)用研究.pdf

1、編譯理論和技術(shù)是計算機領(lǐng)域中的核心理論與技術(shù)之一。在編譯器設(shè)計中，涉及到多項相關(guān)理論和技術(shù)，如形式化語言、自動機理論、形式化語義理論、詞法分析技術(shù)、語法分析技術(shù)、詞法分析器和語法分析器自動生成技術(shù)、語法制導(dǎo)翻譯、中間代碼、代碼優(yōu)化技術(shù)、數(shù)據(jù)流分析等。這些理論和技術(shù)同樣可以運用在工程應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計中，解決許多信息分析和處理方面的問題，提高工程應(yīng)用系統(tǒng)的適應(yīng)能力和可擴展能力。 本文首先討論了基本編譯技術(shù)在工程應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用框架

2、，提出了應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)置詞法分析器和語法分析器的工作模式，討論了利用編譯技術(shù)進行信息分析時不同層次的語義處理實現(xiàn)方案、在工程應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計中的幾種內(nèi)置腳本引擎的實現(xiàn)方案，提出了可用戶化定制的工程應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計模式。進一步研究了以編譯技術(shù)為基礎(chǔ)的逆向建模技術(shù)和語句序列化代碼分析技術(shù)及其應(yīng)用。 在工程應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計中，不僅可以利用正則表達式分析技術(shù)實現(xiàn)對復(fù)雜結(jié)構(gòu)信息的檢索，還可以運用詞法分析技術(shù)對復(fù)雜結(jié)構(gòu)信息進行整理和分類，使信息的結(jié)構(gòu)更為

3、規(guī)范化，更便于分析和處理。在詞法分析的基礎(chǔ)上，進一步運用語法分析技術(shù)則可以對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的信息進行高效和準確的識別和分析。 在信息結(jié)構(gòu)不確定的工程應(yīng)用領(lǐng)域中，利用詞法分析器和語法分析器的自動生成技術(shù)，將詞法和語法分析器嵌入在應(yīng)用系統(tǒng)中，用詞法規(guī)則和語法規(guī)則對信息結(jié)構(gòu)進行描述，并作為工程應(yīng)用系統(tǒng)的輸入，由內(nèi)置詞法和語法分析器自動生成分析驅(qū)動表，即可以所描述結(jié)構(gòu)的信息進行高效、準確的分類、識別和分析。 在詞法規(guī)則和語法規(guī)則的指導(dǎo)

4、下，對信息進行分類、識別和分析，分析結(jié)果通常需要反映為特定的語義行為。將語義行為的描述獨立于工程應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計，可以使系統(tǒng)具有更高的靈活性和可用戶化能力。根據(jù)對語義行為控制能力強弱的要求，可以采取預(yù)定義語義行為描述、可編程語義行為描述、對象支持可編程語義行為描述等幾種語義行為描述策略?？刂颇芰υ綇?，語義行為的描述就越復(fù)雜，語義行為描述的處理也就會越復(fù)雜。 腳本語言可以作為語義行為描述的一種有效手段。內(nèi)置腳本引擎的設(shè)計和使用可以給

5、工程應(yīng)用系統(tǒng)提供強大的用戶控制能力，終端用戶可以以行為腳本的形式向應(yīng)用系統(tǒng)提交對用戶化行為的描述，行為腳本在腳本調(diào)度機制和內(nèi)置腳本引擎的支持下被調(diào)度和執(zhí)行，從而可以使應(yīng)用系統(tǒng)具有更好的用戶適應(yīng)性和更高的用戶化程度。本文選擇C語言作為語言基，采用虛擬機底層結(jié)構(gòu)，參考開源GCC編譯器，分別選擇GCC-tree、RTL和SCIL為解釋層對內(nèi)置腳本引擎進行了設(shè)計。 在過程工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計中，利用形式化方式對不同來源、不同格式的采集數(shù)據(jù)

6、幀的結(jié)構(gòu)規(guī)則進行描述，并以規(guī)則描述作為數(shù)據(jù)幀處理系統(tǒng)的配置輸入，在系統(tǒng)內(nèi)部生成分析驅(qū)動表，驅(qū)動對數(shù)據(jù)幀的分析過程，可以使數(shù)據(jù)幀的分析和處理過程獨立于數(shù)據(jù)幀的具體格式，從而可以避免因為數(shù)據(jù)幀格式的變化而修改甚至重新構(gòu)造系統(tǒng)。 過程工業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計中的行為定制是編譯技術(shù)綜合應(yīng)用的又一個典型案例。在過程工業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計和布署過程中，各類用戶對數(shù)據(jù)的處理、響應(yīng)行為等會有各種不同的要求。通過引入內(nèi)置腳本引擎和行為定制機制，可以將用戶化需

7、求與系統(tǒng)的核心功能實現(xiàn)分離開來，使系統(tǒng)的設(shè)計集中于業(yè)務(wù)邏輯和功能的設(shè)計上，并以事件響應(yīng)的方式提供可定制行為的接口。在布署系統(tǒng)和使用系統(tǒng)的過程中，管理員或用戶可以根據(jù)現(xiàn)場需求，用行為腳本將用戶化行為描述出來并指定到相應(yīng)的響應(yīng)事件上，由事件調(diào)度系統(tǒng)對腳本進行調(diào)度，由內(nèi)置腳本引擎對腳本進行解釋和執(zhí)行，完成用戶定制的操作，使系統(tǒng)不需要重新構(gòu)造就可以按照用戶的需求表現(xiàn)出不同的行為。 無論是分析自行設(shè)計的工程應(yīng)用系統(tǒng)代碼，還是分析其他來源的

8、參考代碼，模型文檔都是重要的代碼分析工具。以編譯技術(shù)為基礎(chǔ)的逆向建模技術(shù)可以用于分析源代碼并自動生成代碼的模型文檔，從多個角度為研究人員和設(shè)計人員更形象地展示代碼的結(jié)構(gòu)和流程，幫助研究人員和設(shè)計人員更全面、更準確地理解代碼、發(fā)現(xiàn)問題，甚至可以幫助設(shè)計人員尋找系統(tǒng)的優(yōu)化方案。 在工程應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計中，對于代碼內(nèi)存在的隱蔽性錯誤，以手工方式進行檢測不僅工作量大，而且難以保證全面性和準確性。在代碼語法分析的基礎(chǔ)上，進一步對代碼進行語句