編譯技術的工程應用研究.pdf

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

2、，提出了應用系統(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、在工程應用系統(tǒng)設計中的幾種內(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用系統(tǒng)設計模式。進一步研究了以編譯技術為基礎的逆向建模技術和語句序列化代碼分析技術及其應用。 在工程應用系統(tǒng)的設計中，不僅可以利用正則表達式分析技術實現(xiàn)對復雜結構信息的檢索，還可以運用詞法分析技術對復雜結構信息進行整理和分類，使信息的結構更為

3、規(guī)范化，更便于分析和處理。在詞法分析的基礎上，進一步運用語法分析技術則可以對復雜結構的信息進行高效和準確的識別和分析。 在信息結構不確定的工程應用領域中，利用詞法分析器和語法分析器的自動生成技術，將詞法和語法分析器嵌入在應用系統(tǒng)中，用詞法規(guī)則和語法規(guī)則對信息結構進行描述，并作為工程應用系統(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，即可以所描述結構的信息進行高效、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

4、下，對信息進行分類、識別和分析，分析結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用系統(tǒng)的設計，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雜，語義行為描述的處理也就會越復雜。 腳本語言可以作為語義行為描述的一種有效手段。內(nèi)置腳本引擎的設計和使用可以給

5、工程應用系統(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，從而可以使應用系統(tǒng)具有更好的用戶適應性和更高的用戶化程度。本文選擇C語言作為語言基，采用虛擬機底層結構，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計。 在過程工業(yè)應用系統(tǒng)的設計中，利用形式化方式對不同來源、不同格式的采集數(shù)據(jù)

6、幀的結構規(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造系統(tǒng)。 過程工業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)設計中的行為定制是編譯技術綜合應用的又一個典型案例。在過程工業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的設計和布署過程中，各類用戶對數(shù)據(jù)的處理、響應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)的設計集中于業(yè)務邏輯和功能的設計上，并以事件響應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的響應事件上，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。 無論是分析自行設計的工程應用系統(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。以編譯技術為基礎的逆向建模技術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計人員更形象地展示代碼的結構和流程，幫助研究人員和設計人員更全面、更準確地理解代碼、發(fā)現(xiàn)問題，甚至可以幫助設計人員尋找系統(tǒng)的優(yōu)化方案。 在工程應用系統(tǒng)的設計中，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上，進一步對代碼進行語句