编译原理和技术 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:电子工业

作者:丁文魁//杜淑敏

出品人:

页数:304

译者:

出版时间:2008-3

价格:31.00元

装帧:

isbn号码:9787121060601

丛书系列:

图书标签:

编译原理
编译原理
编译器构造
程序语言
形式语言与自动机
语法分析
语义分析
代码生成
中间代码
优化
计算机科学

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具体描述

《普通高等教育"十一五"国家级规划教材•高等学校规划教材•编译原理和技术》主要内容：编译程序设计的基本原理和方法，较详细的陈述了词法分析、语法分析及其理论计算机模型，用语法制导翻译进行语义分析和生成中间代码，中间代码优化，目标代码生成。另外，介绍面向对象语言的编译和编译程序的生成工具lex和yacc。它是国内外大学计算机专业学生的一门重要专业基础课，它的主要内容被列入国际ACM2000教程。

《深入理解计算机系统：从硬件到软件的桥梁》内容简介在信息时代的浪潮中，计算机系统作为驱动现代世界的基石，其复杂性与精妙之处常常令人着迷又望而生畏。本书《深入理解计算机系统：从硬件到软件的桥梁》，旨在为读者构建一座坚实的桥梁，连接抽象的软件概念与具体的硬件实现。它不仅仅是一本介绍性的教材，更是一部带领读者深入剖析当代计算机系统内部运作机制的详尽指南。本书的编写遵循“自底向上，逐步深入”的原则，从最底层的硬件逻辑开始，逐步过渡到操作系统、编译器、网络和并发编程等高级主题。我们相信，只有真正理解了数据在存储层次结构中的流动、指令集架构如何影响程序性能，以及操作系统如何管理有限的资源，才能写出真正高效、健壮的软件。第一部分：硬件与程序的表示本部分是理解整个系统的基石。我们将从晶体管的物理特性入手，逐步构建出数字逻辑门、组合电路和顺序电路。继而，我们将探讨处理器架构的演进，重点解析精简指令集计算（RISC）和复杂指令集计算（CISC）的权衡，并详细介绍现代流水线（Pipelining）技术如何通过并行执行提高吞吐量，以及分支预测机制的复杂性与重要性。随后，我们将深入到数据表示的层面。这不仅仅是对二进制、八进制和十六进制的简单复习，而是着重讨论整数和浮点数的精确表示范围、舍入误差的来源与影响。尤其是在讨论浮点运算时，我们将引用IEEE 754标准，解析其在科学计算和图形学中的应用及限制。最后，我们探讨程序如何转化为机器可执行的形式。这部分内容涵盖了汇编语言的基础语法，链接器（Linker）如何解析符号引用并合并目标文件，以及加载器（Loader）如何将可执行文件映射到内存中。读者将清晰地看到源代码如何一步步蜕变为在CPU上运行的二进制流。第二部分：处理器架构与存储器层次结构理解程序性能的关键在于理解数据存取的速度差异。本部分将聚焦于存储器层次结构（Memory Hierarchy），这是现代计算机性能的决定性因素之一。我们将详细分析寄存器堆（Register File）、多级缓存（Cache）的设计哲学、工作原理和性能指标。重点讨论局部性原理（Locality）——时间局部性和空间局部性——是如何被硬件设计者用来最小化访存延迟的。缓存的不命中止损（Miss Penalty）分析，以及不同的替换策略（如LRU）对程序行为的影响，都将被置于详尽的数学模型中进行推导和验证。更进一步，本书探讨了虚拟内存（Virtual Memory）系统。操作系统如何通过页表机制，为每个进程提供一个隔离且连续的地址空间。我们将深入讲解转换后援缓冲器（TLB）的作用，分析缺页中断（Page Fault）的处理流程，以及内存映射文件（mmap）在I/O操作中的高效应用。第三部分：程序执行与优化本部分的核心在于将抽象的程序结构与底层的机器码执行效率联系起来。我们不仅会介绍栈（Stack）和堆（Heap）内存区域的组织与管理，还会详细解析函数调用过程中参数传递、返回地址保存和局部变量分配所涉及的栈帧（Stack Frame）结构。针对性能敏感的应用，我们将剖析编译器优化技术的实际效果。从常量折叠、循环展开到函数内联，这些优化是如何被编译器（如GCC或Clang）实现的，以及程序员如何通过调整编译选项（如`-O2`, `-O3`）来影响最终机器码的效率。理解这些，能让开发者写出对编译器“友好”的代码。此外，我们还会深入探讨数据对齐（Data Alignment）对访存效率的影响，以及结构体填充（Structure Padding）的原理，这些都是微观层面的优化关键点。第四部分：操作系统与并发离开了操作系统的抽象和调度，现代多任务处理无从谈起。本书将介绍操作系统的核心职能，特别是进程与线程的概念区分。我们将分析上下文切换（Context Switching）的开销，以及现代操作系统如何利用时间片轮转、优先级调度等算法来实现高效的多任务并发。并发编程是软件开发中最具挑战性的领域之一。我们将系统性地讲解并发的本质问题：互斥（Mutual Exclusion）与同步（Synchronization）。详细介绍如何使用低级的同步原语，如互斥锁（Mutexes）、信号量（Semaphores）和条件变量（Condition Variables）来构建正确、无死锁的并行程序。针对多核处理器的普及，本书会重点分析并发执行中的内存模型（Memory Consistency Model）。我们将揭示，在没有显式同步的情况下，指令重排（Instruction Reordering）是如何发生的，以及如何使用内存屏障（Memory Barriers）来保证跨处理器核心的数据一致性。第五部分：网络编程与系统级I/O 计算机系统不再是孤立的实体，网络通信是现代应用不可或缺的一部分。本部分将聚焦于网络基础，从OSI七层模型的视角出发，深入讲解TCP/IP协议栈的关键部分。我们将详细剖析TCP的连接建立（三次握手）、数据传输（滑动窗口机制）和连接终止（四次挥手）的完整流程。重点分析拥塞控制算法（如Tahoe, Reno）的工作原理及其对网络性能的影响。在系统级I/O方面，本书将对比阻塞I/O、非阻塞I/O、I/O复用（select/poll/epoll）和异步I/O等模型。对于高性能服务器开发而言，理解I/O多路复用技术的工作原理，以及如何设计高效的事件驱动模型，是至关重要的技能。本书的特点：本书最大的特色在于其极强的系统性和实践性。它通过大量的真实代码示例（主要使用C语言），结合对主流硬件平台（如x86-64架构）的深入分析，将理论知识与实际编程紧密结合。阅读本书，读者不仅会知道“程序是如何运行的”，更会明白“程序为什么会以这种速度运行”，从而具备了从底层优化应用性能的“系统级思维”。它为有志于成为系统工程师、编译器开发者或高性能计算专家的读者，提供了不可或缺的知识图谱。

作者简介

目录信息

第1章编译概述 1．1 翻译和解释 1．2 编译程序的组成部分 1．2．1 分析 1．2．2 综合 1．2．3 表格管理 1．2．4 错误处理 1．3 编译程序的组织第2章程序语言的基本知识 2．1 符号串的集合 2．1．1 字母表 2．1．2 符号串 2．1．3 语言 2．2 文法和语言 2．2．1 引言 2．2．2 文法和语言的形式定义 2．3 分析树和二义性 2．3．1 分析树 2．3．2 分析树的构造 2．3．3 二义性 2．4 形式语言概观 2．4．1 形式语言分类 2．4．2 非上下文无关的语言结构 2．4．3 上下文无关语言和正则语言的区别练习第3章词法分析 3．1 词法分析程序的设计 3．1．1 词法分析程序的功能 3．1．2 单词的词类和属性 3．1．3 词法分析程序作为一个独立子程序 3．2 词法分析程序的手工构造 3．2．1 确定的有限自动机 3．2．2 构造识别单词的：DFA 3．2．3 编写词法分析程序 3．3 有限自动机 3．3．1 非确定有限自动机 3．3．2 确定的有限自动机的化简 3．4 正规表达式与有限自动机 3．4．1 正规表达式与单词 3．4．2 正规表达式与有限自动机的等价性 3．5 词法分析程序的自动构造工具练习第4章语法分析 4．1 语法分析器概述 4．2 预测分析器 4．2．1 预测分析 4．2．2 递归预测分析器的构造 4．2．3 非递归的预测分析器的构造 4．3 书写文法 4．3．1 消除左递归 4．3．2 提取左因子 4．4 自底向上分析 4．4．1 规范归约 4．4．2 “移进一归约”分析法的栈实现 4．5 算符优先分析法 4．5．1 利用算符优先关系寻找右句型的可归约串 4．5．2 算符优先关系表的构造 4．5．3 优先函数 4．5．4 算符优先分析法的错误处理示例 4．6 LR分析器 4．6．1 LR分析器的逻辑结构及工作过程 4．6．2 SLR分析表的构造 4．6．3 LR(1)分析表的构造 4．6．4 LALR分析表的构造 4．7 LR分析方法对二义文法的应用 4．8 分析器的生成器Yacc 4．8．1 引言 4．8．2 书写Yacc的源程序 4．8．3 用Yacc处理二义文法 4．8．4 用Lex建立Yacc的词法分析器 4．8．5 Yacc的错误恢复练习第5章语法制导翻译 5．1 语法制导定义 5．1．1 语法制导定义的形式 5．1．2 综合属性 5．1．3 继承属性 5．1．4 依赖图 5．1．5 计算顺序 5．2 语法树的构造 5．2．1 语法树 5．2．2 建立表达式的语法树 5．2．3 建立语法树的语法制导定义 5．2．4 关于表达式的有向非循环图 5．3 S-属性定义及其自底向上的计算 5．4 L-属性定义 5．4．1 L-属性定义的含义 5．4．2 翻译模式 5．5 自顶向下的翻译 5．5．1 从翻译模式中消除左递归 5．5．2 预测翻译器的设计 5．6 自底向上计算继承属性 5．6．1 从翻译模式中去掉嵌入的动作 5．6．2 分析栈中的继承属性 5．6．3 模拟继承属性的计算练习第6章运行时刻环境的组织 6．1 有关源语言中的一些问题的讨论 6．1．1 过程 6．1．2 活动树 6．1．3 控制栈 6．1．4 说明的作用域 6．1．5 名字的绑定 6．1．6 提出的问题 6．2 存储组织 6．2．1 运行时刻内存的划分 6．2．2 活动记录 6．2．3 编译时刻的局部数据的设计 6．3 运行时刻存储分配策略 6．3．1 静态存储分配 6．3．2 栈式存储分配 6．3．3 堆式存储分配 6．4 对非局部名字的访问 6．4．1 块 6．4．2 不含嵌套过程的词法作用域 6．4．3 含有嵌套过程的词法作用域 6．4．4 动态作用域 6．5 参数传递 6．5．1 传值调用 6．5．2 引用调用 6．5．3 复制恢复 6．5．4 传名调用 6．5．5 过程作为参数 6．6 符号表 6．6．1 符号表的作用 6．6．2 符号表的表项 6．6．3 符号表的存储结构练习第7章中间代码生成 7．1 中间语言 7．1．1 图表示法 7．1．2 三地址代码 7．1．3 三地址语句的种类 7．1．4 语法制导翻译生成三地址代码 7．1．5 三地址代码的具体实现 7．2 类型检查 7．2．1 类型表达式 7．2．2 类型表达式的等价 7．2．3 类型检查 7．2．4 类型转换 7．3 说明语句 7．3．1 过程中的说明语句 7．3．2 保留作用域信息 7．3．3 记录中的域名 7．4 赋值语句 7．4．1 符号表中的名字 7．4．2 数组元素地址分配 7．4．3 访问数组元素的翻译模式 7．4．4 访问记录中的域 7．5 布尔表达式和控制流语句 7．5．1 翻译布尔表达式的方法 7．5．2 数值表示法 7．5．3 控制流语句 7．5．4 控制流语句中布尔表达式的翻译 7．6 CASE语句 7．7 回填 7．7．1 使用回填翻译布尔表达式 7．7．2 使用回填翻译控制流语句 7．7．3 标号和转移语句 7．8 过程调用练习第8章代码生成 8．1 目标机器 8．2 运行存储管理 8．2．1 静态分配管理 8．2．2 栈式分配管理 8．2．3 名字的运行地址 8．3 基本块和流图 8．3．1 基本块 8．3．2 流图 8．4 下次引用信息 8．5 一个简单的代码生成器 8．5．1 寄存器描述器和地址描述器 8．5．2 代码生成算法 8．6 基本块的dag表示法 8．6．1 dag的构造 8．6．2 dag的应用 8．7 从dag生成目标代码练习第9章中间代码的优化 9．1 引言 9．1．1 代码优化的标准 9．1．2 争取较好的性能 9．1．3 优化编译器的组织 9．2 优化的主要种类 9．2．1 公共子表达式 9．2．2 复写传播 9．2．3 死代码删除 9．2．4 循环优化 9．3 流图中的循环 9．3．1 必经结点 9．3．2 自然循环 9．3．3 内循环 9．3．4 前置结点 9．3．5 归约流图 9．4 全局数据流分析介绍 9．4．1 点和路径 9．4．2 到达一定值 9．4．3 集合的表示 9．4．4 局部的到达一定值 9．4．5 引用一定值链 9．5 数据流方程的迭代求解 9．5．1 到达一定值的迭代算法 9．5．2 可用表达式 9．5．3 活跃变量分析 9．5．4 定值一引用链 9．5．5 流图结点的深度优先次序 9．5．6 用深度优先次序改进数据流求解算法 9．6 优化的实现 9．6．1 删除公共子表达式 9．6．2 复写传播 9．6．3 寻找循环不变计算 9．6．4 代码外提 9．6．5 代码外提后维持数据流信息 9．6．6 归纳变量 9．6．7 有循环不变计算的归纳变量练习参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得非常朴实，没有花哨的色彩，就像它的名字一样，直奔主题，让人一看就知道这是一本硬核的技术书籍。拿到手里掂量了一下，分量十足，感觉内容一定非常充实。我一直对编译器这个领域抱有浓厚的兴趣，但市面上的教材要么过于理论化，晦涩难懂，要么就是过于偏向某个特定的语言或工具，缺乏系统性。所以，我抱着试试看的心态翻开了它。开篇部分的章节非常扎实，从词法分析到语法分析，每一步的推导都清晰明了，作者似乎非常擅长将复杂的概念分解成易于理解的小模块。特别是对于上下文无关文法和LL/LR分析器的讲解，配上了大量的图示和实际的例子，让我这个初学者也能很快跟上节奏，不再感到迷茫。整体来看，这本书的结构安排得非常合理，逻辑链条清晰，像是在一步步引导读者构建起一个完整的编译系统认知框架。对于想要深入理解计算机底层工作原理的读者来说，这无疑是一份宝贵的资源。它不是那种快餐式的技术手册，更像是一本需要沉下心来仔细研读的工具书，每一次重读都会有新的领悟。

评分☆☆☆☆☆

我之所以选择这本书，很大程度上是因为听闻其在实践环节的深度。很多理论书籍读完后，合上书本，依然感觉对动手实践缺乏指导。这本书在这方面做得相当出色，它似乎在理论讲解的间隙，巧妙地穿插了大量贴近实际工程的考量。比如，在讲解目标代码生成时，它没有停留在抽象的指令集层面，而是花了大量篇幅讨论了寄存器分配的复杂性，并对比了不同的分配策略及其在实际CPU架构下的性能影响。这部分内容极大地拓宽了我的视野，让我意识到编译器的设计远不止于理论推导，更是一门关于资源管理的艺术。书中提供的那些算法伪代码，虽然没有直接提供完整的源代码实现，但其描述的精确性足以让有经验的程序员迅速将其转化为可运行的程序。对于希望从理论走向实践，或者正在设计自己的编译器/解释器的工程师而言，这本书提供了一种清晰的路线图和许多重要的“陷阱”预警。

评分☆☆☆☆☆

从一个资深软件架构师的角度来看，这本书的价值更在于它提供了一种系统性的思维模型。它不仅仅是一本关于“如何写编译器”的书，更是一本关于“如何进行复杂系统抽象和设计”的教科书。作者在阐述编译阶段的划分和接口设计时，所体现出的模块化和解耦思想，对于设计任何复杂的软件系统都具有极强的借鉴意义。例如，它对于抽象语法树（AST）的构建和遍历机制的讨论，就很容易让人联想到面向对象设计中的访问者模式（Visitor Pattern）的经典应用场景，并且展示了这种模式在解决特定复杂性问题时的强大能力。读完这本书，我感觉自己对软件的结构层次有了更深刻的认识，仿佛通过编译器的透镜，重新审视了整个软件工程的基石。它教会了我如何将一个庞大且难以驾驭的问题（程序翻译），分解成一系列可管理、可验证的子问题，这种思维方法的训练，其价值远远超出了编译技术本身。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事风格是极其严谨和逻辑化的，几乎找不到任何冗余的文字。作者似乎对每一个知识点都进行了深度的打磨，力求用最精确的语言去描述。我特别欣赏它在处理中间代码生成和优化章节时的那种工匠精神。它没有简单地罗列算法，而是深入剖析了每一种优化手段背后的原理和取舍，比如常量折叠、死代码消除等，都给出了非常详尽的数学模型和证明过程。这对于那些追求极致性能的底层开发者来说，简直是福音。然而，也正因为这种极致的严谨性，使得这本书的阅读门槛相对较高。对于没有扎实的离散数学和自动机理论基础的读者来说，初期可能会感到吃力，需要反复咀嚼才能真正消化其中的奥秘。我个人花了很长时间才适应这种高密度的信息输入方式，但一旦适应了，你会发现它提供的知识深度是其他同类书籍难以企及的。它教会的不仅仅是“如何做”，更是“为什么这样做是最好的”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量给我留下了深刻的印象。厚厚的篇幅，但纸张的质感非常好，墨迹清晰，即便是面对大量的公式和复杂的图表，眼睛也不会感到疲劳。这种对细节的关注，恰恰体现了作者和出版方对技术书籍应有品质的尊重。在内容组织上，它最大的亮点在于其广度和深度达到了一个非常巧妙的平衡。它不仅涵盖了传统编译器的核心技术，如前端和后端的设计，还对现代编译器面临的新挑战，比如多核架构下的并行化编译、特定领域语言（DSL）的解析等，也有所涉及，虽然后者只是点到为止，但足以让人感受到该领域的发展脉络。它成功地搭建了一个坚实的知识基石，让读者在掌握了经典理论后，能够触类旁通，理解当前前沿研究的方向。这种“承前启后”的布局，使得这本书的价值不会随着技术迭代而迅速贬值，具有很强的生命力。

评分☆☆☆☆☆