计算机科学与技术学科方法论

计算机科学与技术学科的方法论 问题求解的三个过程： 理论：与数学所用方法类似(定义、公理、定理、证明和结果的解释)建立和理解计算机科学与技术学科所依据的数学原理。 抽象(模型化)：源于实验科学(数据采集方法和假设的形式说明、模型的构造与预测、实验和结果分析)。抽象的结果是概念、符号和模型 设计：源于工程学(需求说明、规格说明、设计和实现方法、测试和分析)，用来开发求解给定问题的系统。 12个重复出现的基本概念 概念和形式模型 抽象层次 演化 按空间排序 按时间排序 效率 大问题的复杂性 一致性和完备性 安全性 折衷与结论 重用 绑定 第一章 编译概述 1.1 什么是编译程序 抽象----人类控制复杂度的手段 人机之间存在着一种天然的通讯空隙 人机之间的通讯空隙通常用人工语言作为联系的桥梁 实现这种通讯，需要给使用者提供说明这种语言所允许的结构和意义的用户手册，并为计算机提供一种软件，以便通过它，计算机可得到人们用这种语言书写的表示命令或程序的比特流，并将这个输入转换为实现人的意图所需要的内部位组合格式。 复杂的计算机语言： 机器语言：特定计算机的指令系统，它由机器本身的硬件或微程序来解释。 汇编语言：这种“低级”语言充分反映了特定计算机的指令系统。 高级语言：具有复杂的结构并且不依赖于任何特定机器的指令系统和操作系统 几个术语： 语言处理程序： 描述使计算机能理解人们提供的命令与输入的程序。 语言处理程序的两种类型： 解释程序：这样一种程序，它接受的输入是用称为源语言的计算机语言编写的程序，并执行该程序蕴涵的计算。 翻译程序：这样一种程序，它接受的输入是用源语言写的程序，产生的输出是用一种称为目标语言的语言编写的程序。通常目标语言是某个计算机的机器语言。 》》》汇编程序------翻译低级语言。 》》》编译程序----翻译高级语言。 编译系统： 编译程序与运行系统的合成。 交叉编译(汇编)： 编译(汇编)过程与编译(汇编)输出的目标程序的执行在不同机器上完成时，这种编译(汇编)被称为交叉编译(汇编)。 1.2 编译过程概述 编译程序不是一般的数值计算程序，而是一种信息加工程序。 与现有某系统的构造过程进行对照。 这个系统就是人手工进行外文资料翻译系统。 进行外文翻译的人所应具备的能力： 能认识外语的字母及标点、符号。 能识别出文中的各个单词。 会查字典。 懂得此种外语的语法。 具有目标语言的修辞能力。 翻译工作过程： 翻译分析 翻译 综合 外文翻译过程 外文分析过程 阅读原文 识别单词 分析句子 外文综合过程 修辞加工 写出译文 编译程序工作过程 编译程序分析过程 输入并扫视源程序 词法分析 语法分析 编译综合过程 修饰优化 目标代码生成 分析的意义： 找出源程序的结构和原语，决定它的意义。 综合的意义： 建立等价于源程序的目标程序。 分析的两个部分： 决定静态结构的结构分析 确定外加信息和一致性检查的语义分析 综合部分： 代码生成与汇编。 1.3 编译程序的逻辑结构 编译程序由八个部分构成： 示例 program source;{this little source program is used to illustrate compiling procedure}var x,y,z:integer;a:integer;begin {this program has only four statements.} x:=23+5;z:=x div -3;y:=z+18*3;a:=x+(y-2) div 4;end. 1.3.1 词法分析程序 词法扫描器的工作任务： ①识别出源程序中的各个基本词法单位； ②删除无用的空白字符、回车字符以及其它与输入介质相关的非实质性字符。 ③删除注释； ④进行词法检查，报告所发现的错误。 词法扫描器使用方式： ① 词法扫描器作为供语法分析程序调用的子程序。 ② 将词法分析作为编译过程中的一个独立阶段。 词法扫描器对程序SOURCE进行处理后的一种可用的输出形式 #program # source # ；# var # x # ，# y # #，# z #：# integer # ；# a # ：#integer # #；# begin #x #:= # 23 #