Đồ Án Ngôn Ngữ Lập Trình Đơn Giản: Thiết Kế & Cài Đặt

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 4
1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 4
1.2 QUAN ĐIỂM THIẾT KẾ 4
1.3 KỸ THUẬT BIÊN DỊCH 5
1.4 CẤU TRÚC ĐỒ ÁN 5
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ NGÔN NGỮ đơn giản 6
2.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA NGÔN NGỮ đơn giản 6
2.1.1 Tập các ký tự hợp lệ trong ngôn ngữ 6
2.1.2 Định danh 6
2.1.3 Từ khóa 6
2.1.4 Dấu chấm phẩy, lời giải thích, hằng ký tự 7
2.1.5 Phép toán 7
2.1.6 Biểu thức 7
2.2 SƠ ĐỒ CÚ PHÁP 7
2.3 CÁC CẤU TRÚC LỆNH 10
2.3.1 Cấu trúc tuần tự 10
2.3.2 Cấu trúc rẽ nhánh 10
2.3.3 Cấu trúc lặp 11
2.4 BỘ LỆNH 13
2.4.1 Lệnh gán 13
2.4.2 Các lệnh vào ra dữ liệu 13
2.4.3 Các lệnh điều khiển 14
2.4.4 Các hàm toán học 15
2.4.5 Các hàm vẽ đồ họa 15
CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG MỘT SỐ KỸ THUẬT BIÊN DỊCH CƠ BẢN 17
3.1 PHÂN TÍCH TỪ VỰNG 17
3.1.1 Loại bỏ khoảng trắng và các dòng chú thích 17
3.1.2 Các hằng 18
3.1.3 Nhận diện định danh và từ dành riêng 18
3.1.4 Giao diện cho bộ phân tích từ vựng 18
3.2 ĐỊNH NGHĨA CÚ PHÁP 19
3.2.1 Cây phân tích cú pháp 20
3.2.2 Tính đa nghĩa 20
3.2.3 Tính kết hợp của toán tử 20
3.2.4 Tính thứ bậc của toán tử 21
3.3 PHÂN TÍCH CÚ PHÁP 22
3.3.1 Vai trò của bộ phân tích cú pháp 22
3.3.2 Phân tích cú pháp từ trên xuống 23
3.3.4 Phân tích cú pháp dự đoán 25
3.3.5 Thiết kế bộ phân tích cú pháp dự đoán 27
3.3.6 Đệ qui trái 28
3.4 BẢNG KÝ HIỆU 28
3.4.1 Giao diện của bảng ký hiệu 28
3.4.2 Xử lý các dành riêng 28
3.4.3 Một cài dặt cho bảng ký hiệu 29
CHƯƠNG 4:THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH DỊCH CHO NGÔN NGỮ đƠN GIẢN 31
4.1 MÔ TẢ CHƯƠNG TRÌNH DỊCH 31
4.2 MÔ ĐUN PHÂN TÍCH TỪ VỰNG 33
4.3 MÔ ĐUN PHÂN TÍCH CÚ PHÁP 33
4.3.1 Xây dựng biểu đồ cú pháp 34
4.3.2 Phân tích cú pháp đệ qui xuống 34
4.4 XỬ LÝ NGỮ NGHĨA 372
CHƯƠNG 5: THỬ NGHIỆM CHƯƠNG TRÌNH 37
5.1 CÁCH SỬ DỤNG 37
5.2 BÀI TOÁN VÍ DỤ 37
CHƯƠNG 6: LUẬN KẾT 41
6.1 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 41
6.2 TÍNH KHẢ THI 41
6.3 HẠN CHẾ 41
6.4 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 42
PHỤ LỤC 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO 45









CHƯƠNG 1

MỞ ĐẦU
1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Khoa học công nghệ phát triển, đặc biệt là Tin học. Để sớm hiểu biết và phát huy ứng dụng của môn khoa học này, người ta đã đưa Tin học vào giảng dạy cho các em học sinh ở các trường học. Tin học giúp cho học sinh có khả năng phân tích, tổng hợp, khái quát hóa vấn đề và đặc biệt là phát triển tư duy. Tin học giúp cho việc giải quyết các bài toán chính xác, rõ ràng. Không riêng các học sinh phổ thông mà các học sinh tiểu học cũng cần phải học để sớm biết về môn khoa học này.
Có thể nói bước đầu để học Tin học là học ngôn ngữ lập trình. Hiện đã có rất nhiều các ngôn ngữ lập trình bậc cao Pascal, C, Foxpro . Các ngôn ngữ này hoàn toàn dùng bằng tiếng Anh, với cấu trúc câu lệnh phức tạp. Đê các em nhỏ làm quen với các ngôn ngữ lập trình này và ứng dụng nó thì thật không đơn giản. Thiết nghĩ đến vấn đề này, trong thời gian thực tập tốt nghiệp, em chọn đề tài “Thiết kế ngôn ngữ lập trình Đơn Giản”, nhằm thiết kế một ngôn ngữ lập trình bằng tiếng Việt, với cấu trúc câu lệnh đơn giản, dễ hiểu nhưng không mất tính tổng quát. Ngôn ngữ này sẽ phần nào giúp cho các em học sinh dễ dàng làm quen với cách lập trình để giải quyết các bài toán trên máy tính.
1.2 QUAN ĐIỂM THIẾT KẾ
Việc thiết kế mới một ngôn ngữ là khá phức tạp, song chúng ta có thể dựa vào một số ưu điểm của các ngôn ngữ bậc cao đã có để xây dựng nên một ngôn ngữ thì vấn đề sẽ đơn giản hơn mà vẫn đáp ứng được các yêu cầu của bài toán. Ở đây chúng ta có hai phương pháp để giải quyết: một là tạo trình biên dịch, hai là tạo trình thông dịch.
Trình biên dịch (compiler): làm nhiệm vụ chuyển một chương trình viết trong ngôn ngữ cấp cao (chương trình nguồn) sang chương trình trong ngôn ngữ cấp cao khác hoặc ngôn ngữ máy (chương trình đích). Thời gian chuyển một chương trình nguồn sang chương trình đích được gọi là thời gian dịch. Chương trình đích sẽ được thực thi trong thời gian đó được gọi là thời gian thực thi. Như vậy chương trình nguồn và dữ liệu được xử lý trong hai thời gian khác nhau, được gọi là thời gian dịch và thời gian thực thi.
Trình thông dịch là quá trình xử lý dạng bên trong của chương trình nguồn và dữ liệu cùng một thời gian. Chương trình thông dịch sẽ phân tích từng phát biểu và thực
thi luôn.
Đề tài được xây dựng theo phương pháp thông dịch. Với phương pháp tạo trình thông dịch ta có thể định nghĩa chương trình là tập các lệnh. Do đó việc thực hiện một chương trình cũng chính là việc thực hiện từng câu lệnh một. Bài toán đưa về việc giải quyết từng câu lệnh.
1.3 KỸ THUẬT BIÊN DỊCH
Khi lập trình trên một ngôn ngữ cấp cao nào đó, có bao giờ bạn tự hỏi nhờ vào đâu mà máy tính có thể hiểu được chương trình mình viết để mà phân tích và cho ra kết quả như vậy không. Chính nhờ vào một chương trình dịch đã viết cho ngôn ngữ đó để dịch chương trình nguồn ra chương trình đích, đây cũng là kết quả của chương trình. Quá trình dịch từ chương trình nguồn ra chương trình đích thường được thực hiện trong nhiều giai đoạn.
Chương trình dịch được viết cho ngôn ngữ Đơn Giản ở đây, dựa trên một số kỹ thuật biên dịch của Lý thuyết Trình Biên Dịch, gồm các giai đoạn sau:
- Giai đoạn phân tích từ vựng: nhiệm vụ cơ bản của nó là gộp các ký tự thành các từ tố cho bộ phân tích cú pháp.
- Giai đoạn phân tích cú pháp: ở giai đoạn này, giải thuật của chương trình là phân tích cú pháp các câu lệnh đồng thời tính toán tạo kết quả cho từng lệnh trong chương trình nguồn.
1.4 CẤU TRÚC ĐỒ ÁN
Chương 1: Giới thiệu về mục đích, phương pháp, kỹ thuật xây dựng đề tài và nội dung đồ án.
Chương 2: Trình bày phần thiết kế ngôn ngữ Đơn Giản bao gồm cả lý thuyết và bài tập ví dụ.
Chương 3: Nêu lên một số kỹ thuật cơ bản để xây dựng chương trình dịch, kỹ thuật này sẽ được áp dụng để thiết kế chương trình cho đồ án.
Chương 4: Dựa trên một số kỹ thuật ở chương 3 để thiết kế chương trình dịch cho ngôn ngữ Đơn Giản.
Chương 5: Trình bày cách sử dụng chương trình và chạy thử một vài chương trình ví dụ.
Chương 6: Tóm tắt kết quả đã đạt được, tính khả thi, hạn chế và nêu lên hướng phát triển của đề tài.