Örebro universitet
Institutionen för naturvetenskap och teknik
Thomas Padron-McCarthy (thomas.padron-mccarthy@oru.se)
Tentamen i

Kompilatorer och interpretatorer

onsdag 24 augusti 2022

Gäller som tentamen för:
DT501A Kompilatorer och interpretatorer för civilingenjörer, provkod A001

Hjälpmedel: Ordbok för översättning.
Poängkrav: Maximal poäng är 40.
För godkänt betyg krävs totalt minst 22 poäng.
Resultat: Meddelas senast 15 arbetsdagar efter tentamensdatum.
Återlämning av tentor: Elektroniskt via webbportalen Studenttjänster.
Examinator och jourhavande: Thomas Padron-McCarthy, telefon 070 - 73 47 013.
LYCKA TILL!

Formelsamling

1. Eliminering av vänsterrekursion

En vänsterrekursiv grammatik kan skrivas om så att den inte är vänsterrekursiv. Antag att en regel (eller, korrektare uttryckt, två produktioner) i grammatiken ser ut så här: 
A -> A x | y
A är en icke-terminal, men x och y står för godtyckliga konstruktioner som består av terminaler och icke-terminaler.

Regeln ersätts av följande två regler (eller, korrektare uttryckt, tre produktioner), som beskriver samma språk men som inte är vänsterrekursiva: 

A -> y R
R -> x R | empty

2. Vänsterfaktorisering

Antag att grammatiken innehåller denna regel (två produktioner): 
A -> x y | x z
A är en icke-terminal, men x, y och z står för godtyckliga konstruktioner som består av terminaler och icke-terminaler.

Skriv om till dessa tre produktioner: 

A -> x R
R -> y | z

Uppgift 1 (10 p)

En kompilators arbete brukar delas in i ett antal faser. Ange vilka det är, och förklara kort vad varje fas gör. Vad är in- och utdata från respektive fas?

Uppgift 2 (7 p)

Det här är ett programavsnitt i ett C-liknande språk: 
if (a == b) {
    c = d;
    while (e != f) {
        g = h;
        i = j;
    }
    k = l;
}
else {
    m = n + o + p * q * r;
    s = t;
}

Översätt ovanstående programavsnitt till två av följande tre typer av mellankod. (Skulle du svara på alla tre, räknas den med högst poäng bort.)

a) ett abstrakt syntaxträd (genom att rita upp trädet!)
b) postfixkod för en stackmaskin
c) treadresskod

Observera: Två av typerna, inte alla tre!

Scenario till uppgift 3-6

Ett företag som vi kan kalla Brun utvecklar och tillverkar produkter inom hemelektronik, bland annat elektriska tandborstar. Här är en äldre modell från 1937:

Motodent elektrisk tandborste

(Foto av användaren Gazebo, Wikipedia. Licens: Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International)

De mer avancerade modellerna av Bruns eltandborstar använder Bluetooth och en mobilapp för att ansluta till en central databas, där vi lagrar data om tandborstar och tandborstningar:

För att underlätta arbetet med databasen skapar vi ett särskilt inmatningsspråk för att mata in data om tandborstar och tandborstningar. Här är ett exempel på en inmatning: 

start;
borste 28938;
borste 28939;
borstning 28939 2022-08-23 08:55 120;
borste 30000;
borstning 28939 2022-08-24 08:55 120;
borstning 30000 2022-08-24 08:55 120;
klart;

Inmatningen ovan säger att det finns tre olika tandborstar, och de har serienumren 28938, 28939 och 30000. Tandborsten med serienummer 28939 har använts två gånger, och tandborsten med serienummer 30000 har använts en gång.

Hela inmatningen ska inledas med ett start-kommando och avslutas med ett klart-kommando, och mellan dessa kan man skriva två typer av kommandon, i godtycklig ordning:

Inmatningen kan skrivas på fritt format. Exempelvis är nedanstående inmatning syntaktiskt ekvivalent med den i exemplet ovan. 

start ; borste 28938 ; borste 28939 ; borstning 28939
2022-08-23                                      08:55
  
120 ; borste 30000 ; borstning
         28939 2022-08-24 08:55 120 ; borstning
30000 2022-08-24 08:55 120 ; klart ;

Uppgift 3 (5 p)

a) Vilka terminaler behövs för att man ska kunna skriva en grammatik för språket i scenariot?

b) En del av terminalerna har inte fixa lexem, utan kan se olika ut. Skriv, för varje sådan terminal, ett reguljärt uttryck som beskriver hur den får se ut!

Uppgift 4 (5 p)

Skriv en grammatik för språket. Startsymbolen ska vara inmatning, som representerar en komplett inmatning enligt scenariot ovan.

Uppgift 5 (5 p)

Ett parse-träd (ibland kallat "konkret syntaxträd") innehåller noder för alla icke-terminaler. Rita upp parse-trädet för den här inmatningen, enligt din grammatik i uppgiften ovan: 

start;
borste 1;
borste 2;
borste 3;
klart;

Uppgift 6 (8 p)

Skriv en prediktiv recursive-descent-parser för språket i ett språk som åtminstone liknar C, C++, C# eller Java. Du behöver inte skriva exakt korrekt programkod, men det ska framgå vilka procedurer som finns, hur de anropar varandra, och vilka jämförelser med tokentyper som görs. Du kan anta att det finns en funktion som heter scan, som returnerar typen på nästa token, och en funktion som heter error, som man kan anropa när något gått fel och som skriver ut ett felmeddelande och avslutar programmet.