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编译原理经典算法的可视化实现

编译原理经典算法的可视化实现
编译原理经典算法的可视化实现

编译原理经典算法的可视化实现

摘要

在计算机教学中,编译原理这门课程在计算机科学中占有非常重要的地位,每个计算机专业的同学都需要学习它。而通过学习编译原理,能更好的了解高级程序语言的运行机制,并能编写出更加高效的程序。但是编译原理中的算法比较抽象,学习起来困难,而本系统能够动态演示编译原理中的词法分析阶段和语法分析阶段的LL(1)文法,而词法分析器将输出每个单词对应的二元组,这将有利于我们对词法分析器的理解,而LL(1)文法的动态演示使我们能够更好的理解并运用LL(1)文法中的各种算法。所以这种算法可视化技术能加深人们对程序行为的理解和认识,准确地了解和分析程序执行过程所反映的逻辑含义和功能。

本程序是在vs2012平台下用C#语言实现的。本程序界面简洁,能实现词法分析器的可视化和LL(1)文法的演示。

关键词:词法分析;LL(1)文法;可视化技术

THE VISUAL IMPLEMENTATION of CLASSIC ALGORITHM

of COMPILATION PRINCIPLE

Abstract

In the computer course,C ompilation principle plays a very important role in computer science, each student who learns computer science has to learn it. Through the study of these principles, we can be more easy to understand the operation mechanism of various high-level language, and we can produce more efficient code. But the compilation principle is abstract, it’s very difficult to learn it. The system can dynamic demo the compilation principle of lexical analysis and LL (1) of grammar grammar analysis phase, and the lexical analyzer will output each word two tuples, which will help us to analysis of lexical understanding, LL (1) dynamic demo grammar enables us to better understand and use the LL (1) algorithms in the grammar. So this kind of algorithm visualization technology can help people to understand program behavior, understand the reflection accuratly and analysis of program execution logic meaning and function.

This procedure is used C# language under vs2012 platform.The program’s interface is simple, and it achieves visual of lexical analyzer and the demo of LL(1) algorithms.

Key words: lexical analysis; LL (1); visualization technology

目录

1 绪论 (1)

1.1背景 (1)

1.2本课题研究的目的和意义 (1)

1.3国内外研究现状 (2)

1.4主要工作 (2)

1.5本系统的设计思想 (2)

2 词法分析概述 (4)

2.1 词法分析器的作用 (4)

2.2词法分析中的问题 (5)

2.3 词法分析中的术语 (5)

2.4 词法错误 (7)

2.5 词法分析生成工具 (8)

3 词法分析器动态演示的设计与实现 (10)

3.1 词法分析器描述语言 (10)

3.1.1 Lex说明 (10)

3.1.2 超前扫描操作 (11)

3.1.3 Lex编程 (12)

3.2词法分析器动态演示的事件实现 (12)

4 语法分析 (17)

4.1 语法分析的基本概念 (17)

4.2 语法分析的任务 (17)

4.3 语法分析基础 (17)

5 LL(1)文法可视化的设计与实现 (23)

5.1 程序界面的实现......................................... (23)

5.2 程序关键功能的实现。 (25)

5.2.1 FIRST和FOLLOW (25)

5.2.2 预测分析表的构造 .................................. (27)

致谢 (29)

参考文献 (30)

附录 (31)

附件1 开题报告

附件2 译文及原文影印件

1 绪论

1.1背景

在计算机发展历程中,编译器的产生对计算机科学技术的发展起到了巨大作用,是开发计算机程序不可缺少的重要工具。而编译器的原理和技术具有非常普遍的意义。编译器[2]的编写涉及到计算机体系结构、程序设计语言、语言理论和算法和软件工程等学科,是计算机科学技术的重要基础。编译原理在计算机学科中是一门基础性很强的课程,每个学习计算机技术的学生都要去了解学习它。通过这些原理,就能更加了解各种高级语言的运行机制,就能编写出更为高效的程序。如今,我们知道在课堂上很多教师设计良好的算法动画演示来有效帮助学生学习算法,而且这种方法已基本被人们普遍接受。但是,我们知道,动画演示给定的初试条件是固定的,只能观看算法执行过程,并不能通过修改参数控制算法的演示过程,这远远达不到灵活展示的效果,对学生来说,取得的效果也不是特别突出,达不到人们的期望值。

而编译原理的每个阶段,从词法分析、语法分析,直到中间代码的生成,每个阶段都包含大量的算法。而这些算法过程较为复杂,比如语法分析中的LL(1)文法分析过程包含很多动作,求FIRST集和FOLLOW集,构成分析表,然后根据分析表来进行最左推导,涉及的数据结构包括堆栈、表等,而要形象地展示这些元素,使学生更加容易地接受这些知识,这是一项具有挑战的事情。

可视化技术[8]就是利用计算机图形学和图像处理技术,将数据转换成图形或图像后在屏幕上显示出来,并进行交互处理的理论、方法和技术。在编译算法的可视化中[3],它将一个程序的数据、操作和语义提取出来并进行动态演示,利用诸如图形、文本、颜色、声音等工具来描述算法。这和清华大学严蔚敏教授编著的《数据结构》系列教材专门配备的数据结构演示算法有点类似。

1.2本课题研究的目的和意义

《编译原理》是计算机专业一门重要的课程,讲述了将高级编程语言翻译为机器易

于执行的低级语言的编译过程和原理,而针对编译原理这门课程存在的知识和概念繁多算法抽象并且难于理解的情况,本课题实现了编译原理经典算法的可视化,将词法分析器的实现作为典型示范,也将LL(1)文法演示过程实现出来。为便于学生观察和分析编译过程,可以设置系统的播放速度,此系统不仅有利于帮助学生理解编译器的工作过程,原理及其具体实现方法,还有助于促进学生将大学所学的多种专业知识综合运用,促发他们的学习兴趣,将这一计算机学科中非常重要的基础课程学好。

1.3国内外研究现状

近年来,随着多媒体技术的兴起,在各种场合,我们可以见到每次演示编译原理里面的算法时,一般是借助于flash等这种动画演示文件,但是这种文件不能改变他的初始值,也看不到算法的执行过程。算法可视化技术的研究始于90年代。现在,算法可视化开始在国家级研究中心,高水平的大学,大公司的研究开发中心进行研究和应用。而随着PC功能的提高,各种图型显卡以及可视化软件的发展,可视化技术已经扩展到科学研究、医学、工程、军事、经济等各个领域。但是,市场上的编译原理教学辅助软件很少,国内的像北京航空大学教学用的PL/o编译系统的可视化跟踪软件,国外的如纽约大学计算机系的算法可视化项目。国内的大多数编译原理教学都是通过动画演示,它们只能观看算法执行过程的动画演示,并不能通过修改参数控制算法的演示过程,这样的软件并不能满足编译原理的需要。

1.4主要工作

本论文主要完成了以下工作:

(1)了解程序设计语言的编译过程,并对编译的词法分析阶段进行了详尽的分析和学习。

(2)学习目前存在的一些主要的词法分析器并了解其发展历程

(3)学习目前存在的词法分析自动生成工具,学习并用它生成词法分析器

(4)在VS2012开发平台下用C#完成词法分析的动态演示,并生成词法分析的单元组,实现LL(1)文法的实现。

1.5本系统的设计思想

本系统是动态演示词法分析器,它的功能不只是得到一个分析结果,而且也要给出

中间分析步骤。本系统也实现了LL(1)文法。

本软件中的词法分析器借助文本保存分析过程,不仅要在输出时给出分析结果,更为重要的是要输出中间分析步骤,方便查看分析结果,这样我们就会对编译过程有一个直观的认识,加深对编译原理中各种方法的了解,激发我们的学习兴趣。

2 词法分析概述

2.1词法分析器的作用

词法分析作为编译的第一个阶段。它的主要任务是将读入的源代码组成字符流,并且将字符流中的词素按照其意义组织成序列。而对于每个词素,词法分析器产生并输出下述形式的词法单元(token),然后将这些词法单元传递给语法分析器:

在这个词法单元中,第一个分量token-name是在语法分析阶段所使用的一个抽象符号,第二个分量attribute-value则是指向源代码符号表中跟这个词法单元相关的条目。

下图中描述了词法分析器、语法分析器和符号表是如何工作的。首先词法分析器读入源程序并按照上面的表达式生成一个词法单元,在此交互过程中词法分析器需要与符号表进行交互以记录词法单元中的词素所对应的的符号表中的条目。之后词法分析器将生成的词法单元输入到语法分析器中,这一过程语法分析器需要调用getNextToken命令来从词法分析器中不断地读入词法单元,并且从符号表中读取其对应的id,再结合相应的文法,然后输出至语义分析。整个过程是一个不断循环读取并输出的过程。而这种交互我们通常将词法分析器做成语法分析器的协作程序或子进程。当语法分析器给词法分析器发出“取下一个标记“的命令时,词法分析器将从源程序中读入字符,这个过程将持续到识别出另一个记号。

图2.1词法分析与语法分析的交互过程

词法分析器是编译器读入源程序的阶段,所以它还要完成另外一些与之相关的辅助任务。一个任务是将源程序中的空格、注释、换行符、制表符过滤掉;而另一个任务是让编译器将发现的错误信息与之相对应的出错位置显示出来,这样就能方便源程序的编写。例如,我们在词法分析器中设置一个变量来记录遇到的换行符的个数,这样就能将行号与出错信息关联起来。而在另外一些编译器中,词法分析器会拷贝一份源程序,而且将出错信息加入其中,这样就能直接在源程序中看到出错信息。如果要求词法分析阶段有预处理功能,我们就需要源语言支持宏预处理器功能才行。

有时,我们将词法分析器分为两个阶段:第一阶段是扫描阶段,而扫描程序就负责完成一些简单的任务。另外一个阶段则是词法分析阶段。

2.2词法分析中的问题

把编译过程的分析阶段划分为词法分析和语法分析的原因如下:

(1)最重要的考虑是怎样才能简化编译器的设计。而词法分析和语法分析这一分离可以简化它们的设计。例如,如果把空白符和注释等的处理放在在语法分析而不是由词法分析器来完成时,这样将会使设计语法分析器变得十分复杂。因此,从语法分析中分离出词法分析会有利于编译器的设计

(2)能有效提高编译器的工作效率。我们将词法分析独立出来,这样就能构造专门的更有效的处理器。而编译时间的大部分消耗在源程序的读入并将其切分为记号方面。并采用专用的缓存技术来读取输入字符串和处理记号,这样可以有效地提高编译器的性能。

(3)增强编译器的可移植性。与设备有关的特征以及语言的字符集的特殊性的处理可以被限制在词法分析器中。而把词法分析和语法分析分开后,可以借助很多工具来自动地构造它们。如lex和yacc工具。

2.3 词法分析中的术语

在词法分析的讨论中,我们使用术语”模式“﹑“记号“﹑”词素“表示规定的含义。通常,在输入的一组字符串中可能会产生一样的记号来作为输出,而一个与该记号相关联的称为模式的规则来描述这个字符串组成的集合。这个模式被说成匹配该集合中的每个字符串,词素是源程序的字符序列,由一个记号的模式来匹配。把记号作为源语

言文法的终结符,有记号的模式所匹配的词素表示源程序的字符串,即词法单位,而记号的返回通常是通过传递代表这个记号的证书来实现的。我们将模式定义为描述源程序中表示特定记号的词素集合的规则。我们仅仅通过词法单元来表示词素是不够的,还必须指明词素内容是什么类型的,不同类型的词素对应不同类型的模式,所以模式往往有比较复杂的数据结构。而词素就是从源程序中提取出的一个字符的序列,源程序中往往会表明一个数据的类型,就对应在词法分析时的模式,而源程序通过类型匹配之后被拆分成一个一个的字符串就是词素。

由于不同的词素可能有着相同的类型,也就是它们能被同一个模式所匹配,这种情况下后面的编译阶段就无法区分这些词素了,所以词法分析器必须向编译器的后续阶段提供有关被匹配词素的附加信息。例如,1和2都能和词法单位number的模式匹配,但是对于代码生成器而言,至关重要的是知道在源程序中找到了哪个词素。所以,词法分析器如果仅仅只返回词法单元的名字是不够的,在这种情况下,我们给每个词法单元外附件属性值,词法单元的名字主要实在词法分析过程中构造语法分析树之时用到,而这个属性值则将在将语法分析树翻译成计算能够理解的底层程序语言时才用到。

词法分析作用举例如下:

假设在源程序中有这样的一条语句:newCount=oldCount+rate/50

当语句中的字符经过词法分析器分析之后将会被组合成以下的词素,并会映射成下面的词法单位。

(1)newCount是一个词素,将被映射成词法单位,其中id表示的是标识符的抽象符号,而1就是指向其在符号表中所对应的条目。当然,这个1为方便说明,自己给定的。但是经过分析后这个值就是固定的。一个标识符的有关信息将被存放在该标识符所对应的符号表的条目中。

(2)赋值符号“=”是一个词素,经分析后会生成词法单元<=>。我们知道,这个词法单元不需要属性值,这里为在使用和阅读上方便,就把词素本身来作为抽象符号的名字。

(3)oldCount是一个词素,经分析后会生成词法单元,同样,这里的2就是该词素所对应的符号表中的条目。

(4)“+”是一个词素,经分析后生成词法单元<+>.

(5)rate是一个词素,经分析后生成词法单元,同理,其中3表示的就是指向

rate所对应的符号表中的条目。

(6)“/”是一个词素,经分析后会被映射成词法单元.

(7)50是一个词素,经分析后会被映射成词法单元<50>。其实从理论上说,也应该建立一个形如的词法单元,而其中4指向整数50所指向的符号表中的条目。

图2.2给出,赋值语句newCount=oldCount+rate/50,经过词法分析之后生成的词法单元序列: <=> <+> < id,3> <*> <50>

图2.2词法分析过程

词法分析将所有单词分为五类:保留字,标识符,界符,数字,运算符。词法分析器用记号的属性来收集与记号有关的信息。记号对语法分析有着影响,而属性也影响那些记号的翻译。在实际实现时,那些记号通常仅有一个属性,而那个属性就是指向符号表中一个表项的指针,与记号有关的信息保存在这对应的表项中。

2.4词法错误

由于词法分析器考察源程序不是从全局的角度考虑的,所以能在词法分析中找到的错误也是有限的。如果词法分析器在C代码中读取到一条语句:fro(a==g(x)),在这个语句第一次遇到fro时,词法分析器没有办法分辨出fro是关键字for写错了还是一个没有声明的函数标示符。由于fro是合法的标识符,词法分析器必须返回该标识符的所对应的记号,而让这种错误给编译器的其他阶段去处理。

有时会出现由于剩余输入的前缀不能和任何任何记号的模式匹配而使词法分析器无法处理的情况。此时,最简单的错误恢复策略也许是“紧急方式“恢复,即反复删掉剩余输入最前面的字符,直到词法分析器能发现一个正确的记号为止。这种恢复技术虽然会给语法分析带来一些麻烦,但在交互计算环境中是非常有效的。

而其他错误恢复动作包括:

(1)删除一个多余的字符。

(2)插入一个遗漏的字符。

(3)用一个正确的字符代替一个不正确的字符。

(4)交换两个相邻的字符。

2.5 词法分析生成工具

词法分析器自动产生工具Lex是一个能产生词法分析器的程序,它是许多Unix系统的标准词法分析器产生程序,常常与yacc语法分析器产生程序一起使用。现在在Windows平台下也有其版本,另一个有名的Lex公开源代码版本是flex,代表"快速的词法分析器"(fast lexical analyzer)。Lex的功能是读进一个代表词法分析器规则的输入字符串流,然后输出以C语言实做的词法分析器源代码。它的描述规则采用的是正则表达式。首先我们编写Lex的源程序,文件可以自己定义,然后经过Lex编译后,就会生成一个lex.yy.c文件,然后我们借助C编译器(比如gcc)编译此时就会生成一个词法分析器。过程如图2.3所示:

Lex source file

Input stream S equence of

token

图2.3 Lex编译过程

Lex文件结构简单,分为三个部分,分别是声明,转换规则和其它函数。声明段包括变量的声明,符号常量的声明和正则表达式声明。规则段是由正则表达式和相应的动作组成的。而如果希望在目标C源码中的代码,则用%{…%}括在一起。比如:

%{

#include #include”y.tab.h”Char *yylval; %}

3 词法分析器动态演示的设计与实现

3.1 词法分析器描述语言

目前有很多通过基于正规表达式构建词法分析器的工具。前面我们已经知道了可以用Lex工具来构建词法分析器。Lex可以广泛地应用于各种预言词法分析器的描述。我们称这种工具为Lex编译器,而Lex编译器的输入称为Lex语言。我们将使用类Lex语言类说明词法分析器,并存储中间结果,用于词法分析器的动态演示。

3.1.1 Lex说明

一个Lex程序由如下三部分组成:

声明部分

%%

转换规则

%%

辅助过程

声明部分包括变量声明,符号常量声明和正规定义。(符号常量是被声明来表示常数的标识符。)正规定义就作为转换规则中正规表达式中的部分。

Lex程序的转换规则是如下形式的语句:

P1 {action1}

P2{action2}

… …

P n{action n}

其中每个pi是一个正规表达式,每个action i表示当模式i匹配上一个词素后词法分析器要执行的程序段。在Lex中,这些action是用C语言编写的,当然也可以用其他语言来实现。

我们将action所需要的辅助过程放在Lex的第三部分。这些过程也可以单独编译,

并与词法分析器一起装载。

由Lex自动生成的词法分析器与语法分析器共同工作的方式如下:首先,语法分析器调用词法分析器后,词法分析器从还未扫描的输入字符串中读字符,而每次读入一个字符,这个过程直到发现能与某个正规表达式匹配的最长前缀。接下来,词法分析器执行那些动作(action)。通常那些动作也会将控制交给语法分析器。接下来,假设不将控制交给语法分析器,那么词法分析器可以继续发现更多的词素,直到某个操作将控制交给语法分析器。词法分析器的这种不断查找词素,直到以显式的调用结束工作的方式,使其可以方便地处理换行、空白符和注释。而词法分析器只返回记号给语法分析器,带有与词素相关信息的属性值是通过全局变量yylval传递的。

3.1.2 超前扫描操作

对于某些程序设计语言结构,词法分析器需要超前扫描词素后面的若干字符来确定一个记号。假设有这样的Fortran语句例子:

DO 5 I = 1.25

DO 5 I = 1,25

在Fortran中,除了在注释和Hollerit h串中之外,空格不代表任何意义。我们可以认为在词法分析器开始工作时,所有的空格都已经去掉。这样,上面的两个语句就变为如下形式:

DO5I=1.25

DO5I=1,25

在第一个语句中,直到词法分析器发现了小数点后才可以断定DO是标识符DO5I 的一部分。在这个语句中,DO是关键字。

在Lex中我们将模式写成y1/y2的形式,其中的y1和y2是正规表达式。而它的意思是当一个字符串与y1匹配时,还需要其后的字符串与y2匹配。这样才算该字符串与y1匹配成功。在超前扫描操作符/后面的正规表达式y2表示需要进一步匹配的内容,这里它只是匹配模式的一个限制,而不是匹配的一部分。例如,将上述语句中的DO识别为关键字的说明如下:

DO/({letter}|{digit})*=({letter}|{digit})*,

根据这个说明,词法分析器在输入缓冲去超前地扫描一串字母或数字,接着扫描等

号以及后面的一串字母或数字,随后扫描到逗号才能够判断出这是不是一个合法的赋值语句。但只有超前扫描符前面的D和O才是与模式匹配的词素的部分。经过成功的匹配,yytext指针指向字符D并且yyleng=2.我们要意识到这个简单的超前扫描模式使得当DO后面跟着一些无意义的符号(如7Q)时也会识别出DO,但它绝不会把做为标识符一部分的DO识别为一个词素。

3.1.3 Lex编程

我们在Windows平台下下载安装flex工具并设置好它的环境变量,而由于我们使用的flex是GNU的工具,所以为了方便,采用的C/C++编译器也采用GNU的编译器GCC,当然我们需要的也是Windows版本的GCC。

至此我们已万事俱备,我们可以开始编写Flex的源文件了。

(1)新建文本文件,将其更名为lex.l,当然这名字无特别含义,你可以自己命名,然后在这个文件中写入Flex的源代码。

(2)打开Windows的控制命令台,如图3.1所示,我们对lex.l运行Flex命令,这时我们就可以看到此时文件夹多了一个文件,此文件即是Flex生成扫描器的C代码。

图3.1 Flex编译过程

(3)然后我们用gcc来编译和链接C代码,这样就生成可执行的扫描器。

在这里,我们为了接下来能动态演示词法分析器,我们在模式后面定义了自己的动作,就是匹配完成后,将该单词的类型码和属性值输出到一个文件中。

3.2词法分析器动态演示的事件实现

3.2.1词法分析器动态演示的执行事件

在这个词法分析器动态演示程序中,当我们点击执行按钮时,程序就会对Richtextbox中的内容生成txt文件,然后用词法分析器对这个文件中的单词进行词法分

析,并将分析出的结果也存储到另一个txt文件。将Richtextbox中内容保存成文件是在fileSave()函数中实现的,在这里我们是将其保存在a.txt中,如下所示:

private void fileSave()

{

if (File.Exists("a.txt"))

File.Delete("a.txt");

FileStream fs = new FileStream("a.txt", FileMode.OpenOrCreate,

FileAccess.Write);

StreamWriter m_streamWriter = new StreamWriter(fs);

m_streamWriter.Flush();

m_streamWriter.BaseStream.Seek(0, SeekOrigin.Begin);

m_streamWriter.Write(rtSource.Text);

m_streamWriter.Flush();

m_streamWriter.Close();

}

而将a.txt中的内容进行词法分析是在函数cmdExcute()中执行的。这些动作都是在程序的后台执行,创建一个进程执行cmd程序,然后在cmd中输入将文件进行词法分析的命令,执行完后,我们将进程关闭,而这种过程我们是不能见到其执行过程。cmdExcute()函数代码如下所示:

private void cmdExcute()

{

System.Diagnostics.Process lexProcess = new System.Diagnostics.Process();

lexProcess.StartInfo.FileName = "cmd.exe";

https://www.doczj.com/doc/6a1062167.html,eShellExecute = false;

lexProcess.StartInfo.RedirectStandardInput = true;

lexProcess.StartInfo.RedirectStandardOutput = true;

lexProcess.StartInfo.RedirectStandardError = true;

lexProcess.StartInfo.CreateNoWindow = true;

lexProcess.Start();

lexProcess.StandardInput.WriteLine(

lexProcess.StandardInput.WriteLine("exit");

lexProcess.Close();

}

在词法分析的动态演示过程中,我们需要在richtextbox中移动的光标来指示程序分析到何处,而这个光标是在changcolor()函数中实现的,代码如下所示:

private void changecolor()

{

rtSource.SelectionStart = i-1;

rtSource.SelectionLength = 1;

rtSource.SelectionColor = Color.Red;

i++;

}

当richtextbox中的光标移动时,此时光标每移动一个字母或符号时,那么程序中的DFA也要有相关的动作,而这些动作是在drawDirectly()函数中用GDI+实现的。在每次光标移动时,我们就把将要画线的起始坐标和终点坐标传给这给函数。其中我们可以通过speed这个变量设置画线的播放速度。

void drawDirectly(Point start, Point end)

{

Graphics g = this.CreateGraphics();

int length = end.X - start.X;

int ave = length / 5;

int len = start.X;

Pen pline = new Pen(Color.Red , 5);

pline.DashStyle = System.Drawing.Drawing2D.DashStyle.Solid;

while (len < end.X)

{

g.DrawLine(pline, start.X ,start.Y , len + ave-5, end.Y);

System.Threading.Thread.Sleep(speed);//参数以毫秒为单位

len += ave;

}

Pen pline1 = new Pen(Color.Orange, 5);

pline1.DashStyle = System.Drawing.Drawing2D.DashStyle.Solid;

pline1.EndCap = System.Drawing.Drawing2D.LineCap.ArrowAnchor;

g.DrawLine(pline1, start, end);

}

3.2.2 词法分析器动态演示的暂停事件

当词法分析器正在对richtextbox中的内容进行词法分析,这时如果我们要求程序暂停,我们就可点击程序界面上的暂停按钮,为了方便实现暂停事件,我们将执行按钮的事件定义为一个线程,并声明一个AutoResetEvent变量和一个time变量,AutoResetEvent允许线程通过发信号互相通信,通常,此通信涉及线程需要独占访问的资源,这此程序中,通信资源就是time,。

首先我们声明一个时间间隔引发事件的计时器,

private System.Windows.Forms.Timer tm = new System.Windows.Forms.Timer();

AutoResetEvent autoEvent = new AutoResetEvent(false);

我们在执行事件中设置autoevent的waitone方法,然后我们每隔一秒就引发事件

tm.Interval = 1000;

tm.Tick += new EventHandler(tm_Tick);

接下来我们如果单击暂停按钮,我们就将计时器停止,则此时autoevent事件就不会开启,执行事件的这个线程也就暂停了,然后再单击继续按钮时,计时器继续计时,此时执行事件的这个线程又能开始运行了。

private void toolStop_Click(object sender, EventArgs e)

{

if (flag)

{

tm.Stop();

flag = false;

this.toolStop.Text = "继续";

}

else

{

tm.Start();

flag = true;

this.toolStop.Text = "暂停";

}

}

3.2程序界面的实现

在本程序中在左边我们提供一个输入原文件的文本框,需要用到GDI+来画出词法分析器的DFA,整个程序的界面顶端都是按钮,我们用listview来给出词法分析的的结果,即二元组,整体的界面如下图所示:

图3.2 程序的界面

编译原理概念_名词解释

编译过程的六个阶段:词法分析,语法分析,语义分析,中间代码生成,代码优化,目标代码生成 解释程序:把某种语言的源程序转换成等价的另一种语言程序——目标语言程序,然后再执行目标程序。 解释方式是接受某高级语言的一个语句输入,进行解释并控制计算机执行,马上得到这句的执 行结果,然后再接受下一句。 编译程序:就是指这样一种程序,通过它能够将用高级语言编写的源程序转换成与之在逻辑上等价的低级语言形式的目标程序(机器语言程序或汇编语言程序)。 解释程序和编译程序的根本区别:是否生成目标代码 句子的二义性(这里的二义性是指语法结构上的。):文法G[S]的一个句子如果能找到两种不同的最左推导(或最右推导),或者存在两棵不同的语法树,则称这个句子是二义性的。 文法的二义性:一个文法如果包含二义性的句子,则这个文法是二义文法,否则是无二义文法。 LL(1)的含义:(LL(1)文法是无二义的; LL(1)文法不含左递归) 第1个L:从左到右扫描输入串第2个L:生成的是最左推导 1:向右看1个输入符号便可决定选择哪个产生式 某些非LL(1)文法到LL(1)文法的等价变换: 1. 提取公因子 2. 消除左递归 文法符号的属性:单词的含义,即与文法符号相关的一些信息。如,类型、值、存储地址等。 一个属性文法(attribute grammar)是一个三元组A=(G, V, F) G:上下文无关文法。 V:属性的有穷集。每个属性与文法的一个终结符或非终结符相连。属性与变量一样,可以进行计算和传递。 F:关于属性的断言或谓词(一组属性的计算规则)的有穷集。断言或语义规则与一个产生式相联,只引用该产生式左端或右端的终结符或非终结符相联的属性。 综合属性:若产生式左部的单非终结符A的属性值由右部各非终结符的属性值决定,则A的属性称为综合属继承属性:若产生式右部符号B的属性值是根据左部非终结符的属性值或者右部其它符号的属性值决定的,则B的属性为继承属性。 (1)非终结符既可有综合属性也可有继承属性,但文法开始符号没有继承属性。 (2) 终结符只有综合属性,没有继承属性,它们由词法程序提供。 在计算时:综合属性沿属性语法树向上传递;继承属性沿属性语法树向下传递。 语法制导翻译:是指在语法分析过程中,完成附加在所使用的产生式上的语义规则描述的动作。 语法制导翻译实现:对单词符号串进行语法分析,构造语法分析树,然后根据需要构造属性依赖图,遍历语法树并在语法树的各结点处按语义规则进行计算。 中间代码(中间语言) 1、是复杂性介于源程序语言和机器语言的一种表示形式。 2、一般,快速编译程序直接生成目标代码。 3、为了使编译程序结构在逻辑上更为简单明确,常采用中间代码,这样可以将与机器相关的某些实现细节置于代码生成阶段仔细处理,并且可以在中间代码一级进行优化工作,使得代码优化比较容易实现。 何谓中间代码:源程序的一种内部表示,不依赖目标机的结构,易于代码的机械生成。 为何要转换成中间代码:(1)逻辑结构清楚;利于不同目标机上实现同一种语言。 (2)便于移植,便于修改,便于进行与机器无关的优化。 中间代码的几种形式:逆波兰记号,三元式和树形表示,四元式 符号表的一般形式:一张符号表的的组成包括两项,即名字栏和信息栏。 信息栏包含许多子栏和标志位,用来记录相应名字和种种不同属性,名字栏也称主栏。主栏的内容称为关键字(key word)。 符号表的功能:(1)收集符号属性(2) 上下文语义的合法性检查的依据:检查标识符属性在上下文中的一致性和合法性。(3)作为目标代码生成阶段地址分配的依据

数据可视化界面设计有什么方法

数据可视化界面设计有什么方法 “仪表板”、“大数据”、“数据可视化”、“数据分析”——越来越多人和企业,开始运用他们的数据来做一些有趣的事情。千锋教育培训大师带你走进大数据,教你几招,搞定大数据的可视化界面设计。 一、用户不同,数据不同 任何时候设计一套复杂的系统,都不可避免要为很多用户和角色进行设计。总裁、经理和分析师是几个常见角色,每个都有自己的工作流程和对数据的需求。 定义好角色,产生不同视角,这本身就是一种艺术。 关于角色,重要的一点是预先确定好,围绕它们来组织信息结构与线框图。 下面是我们去年做的一款健康报告应用的最终成品。这套系统有着不同的用户群,他们各自都需要不同的数据管理。创建了关键角色后,我们每次评审会将

它们放在旁边。 二、制作页面模型 首先为用户呈现他们需要的,再将页面余下的信息根据用户故事或信息层级,进行结构化处理。制作页面模型的概念,正是写散文(和其他很多种沟通形式)的核心原则,如果一开始就使人分心,那么用户不仅难以分辨每个元素是什么,也难以集中精力于整个流程。这是进行用户体验设计时需要牢记的一项准则。下面是制作页面模型的两个常用方式。 给画板创建某种结构。问问自己——通过这些信息要讲述怎样的故事? 在Behance和Dribbble上看到很多仪表板和数据画报项目,(视觉上)设计得很漂亮,但通常都使人眼花缭乱、过目即忘。它们要么是各种图表组件以缺乏层级的瀑布流形式排列,要么视觉上过度设计,并不适合这项数据。最关键的一点——避免创造出令人一知半解的图形。为页面信息建立模型,首先给用户呈现关键信息,然后才是支撑内容。 三、选择正确的图形 在美学方面,有很多(太多了)设计都在误用图表。最糟的是——这些“坏习惯”似乎在成倍增加。随处可见本应是饼形图的面积图,还有本应该是柱状图的曲线图。让我们一起来制止这些设计……下面这些建议有助于你正确对待数据:始于数据

操作系统——移动臂调度算法的实现

南京工程学院 上机实验报告课程名称:操作系统 实验项目名称:移动臂调度算法的实现学生班级: 学生学号: 学生姓名: 指导教师: 实验时间: 实验地点:信息楼专业机房实验成绩评定: 2016-2017-1学期

一、实验目的及内容 掌握操作系统的设备管理功能,熟悉移动臂调度算法,设计恰当的数据结构和算法,模拟实现移动臂调度算法。要求至少模拟实现一种磁盘移臂调度算法。 二、实验相关知识简介 磁盘移臂调度的目标就是要使磁盘访问的总时间中的寻找时间最小。因此,磁盘移臂调度要尽量减少磁盘移动臂移动的距离。磁盘移臂调度算法很多,常用的也有好几种,一个好的磁盘调度算法,不仅要使磁盘寻找时间最小,同时,还要避免移动臂频繁地改变移动方向,因为频繁的改向不仅使时间增加,还容易损耗机械部件。 常用的磁盘移臂调度算法有:先来先服务、最短寻找时间优先、单向扫描、双向扫描调度算法等。 三、解决问题思路及关键程序代码分析 (一) 最短寻找时间优先调度算法简介 最短寻找时间调度算法总是使寻找时间最短的请求最先得到服务,跟请求者的请求时间先后顺序无关。这种算法具有比先来先服务更好的性能。但是该算法可能会出现请求者被“饿死”的情况,当靠近磁头的请求源源不断地到来,这会使早来的但离磁头较远的请求长时间得不到服务。 该算法的优点是可以得到较短的平均响应时间,有较好的吞吐量。该算法的缺点是缺乏公平性,对中间磁道的访问比较“照顾”,对两端磁道访问比较“疏远”,相应时间的变化幅度较大。该算法与先来先服务算法一样,都会导致移动臂频繁改向。 (二) 算法模拟 1. 对算法设计进行说明 该算法的实现中,主要是选择调度处理的磁道是与当前磁头所在磁道距离最近的磁道,以使每次的寻道时间最短。当选择了某个离当前磁头所在磁道最近的磁道,下一轮的当前磁道便改成了上一轮的最近磁道,并且把这个最近的磁道从请求序列取消,直到请求序列中不再有请求的磁道。 2. 关键代码分析 import java.io.*; import java.util.*; public class { private static int maxsize = 100; private static int Disc[] = new int[maxsize]; //请求序列 private static int count;//要访问的磁道数 private static int disc; //当前磁道号 private static int perTime;//移过每个柱面需要时间 private static int Distance=0;//总寻道长度 private static int FindTime;//查找时间 private static double AvgDistance;//平均寻道长度 public Suanfa(int disc,int count,int perTime,int Disc[]) { this.disc=disc;

编译原理与技术01

编译原理与技术模拟试题一 一、填空题(20分) 1.1编译程序的工作过程可划分为词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化、目标代码生成等 阶段,一般在语义分析阶段对表达式中运算对象的类型进行检查。 1.2 递归下降法和预测分析法是自上而下的语法分析方法。 1.3常用日的存储分配策略有静态存储分配和动态存储分配,其中,动态存储分配策略包括栈分配和堆分配。 1.4移进、归约是自下而上或LR 分析中的典型操作。 1.5对于数组M[1..6, 1..8],如果每个元素占k个存储单元,且起始地址为a,则以行为主序存放时元素M[4,4]的地址是__ a+27*k __,以列为主序存放时元素M[4,4]的地址是__ a+21k __。 二、单选题(20分) 2.1词法分析器不能 D 。 A. 识别出数值常量 B. 过滤源程序中的注释 C. 扫描源程序并识别记号 D. 发现括号不匹配 2.2给定文法A→bA|ca, C 是该文法的句子。 A. bba B. cab C. bca D. cba 2.3一个句型中的最左 B 称为该句型的句柄。 A. 短语 B. 直接短语 C. 非终结符号 D. 终结符号 2.4已知文法G[S]:S→A1A→A1|S0|0。与G等价的正规式是 C 。 A. 0(0|1)* B. 1*|0*1 C. 0(1|10)*1 D. 1(10|01)*0 2.5源程序是句子的集合, B 可以较好地反映句子的结构。 A. 线性表 B. 树 C. 完全图 D. 堆栈 2.6与逆波兰式ab+c*d+对应的中缀表达式是 B 。 A. a+b+c*d B. (a+b)* c+d C. (a+b)* (c+d) D. a+b*c+d 2.7识别上下文无关语言的自动机是 A 。 A. 下推自动机 B. NFA C. DFA D. 图灵机 2.8 B 是与规范归约(最左归约)互逆的一个过程。 A. 最左推导 B. 最右推导 C. 词法分析 D. 语义分析 2.9文法G产生的 A 的全体是该文法描述的语言, A. 句子 B. 短语 C. 终结符 D. 非终结符 2.10在表达式x:=y+1中, A 作为左值出现(其中,“:=”表示赋值)。 A. x B. y C. 1 D. y+1 三、简答题(30分) 3.1 (5分)请分别写出传值调用、引用调用方式下,下面代码的输出结果。 program main(input,output) procedure f(a,b) begin a := b - a; b := a * b + 1; end; begin x := 5; y := 10; f(y,x); print(x,y); end.

案例丨数据可视化的作用和实现方法

案例丨数据可视化的作用和实现方法 今年以来,大数据是整个IT领域非常热门的话题,特别是阿里巴巴的马云提出“人类正从IT时代走向DT时代”,把大数据推向了风口浪尖。然而对于大部分企业来说,往往是空有海量数据而无实际使用价值,更不要说帮助管理者进行业务决策。 云智慧作为一家专业的应用性能管理服务商,常年与客户的各种IT数据打交道,我们是如何看待大数据的呢,又是如何让大数据对企业的业务决策产生价值的呢?请看云智慧高级产品经理Fox对于大数据的最后一公里——数据可视化价值的思考。 什么是大数据 选择分享这个主题的灵感主要来源于在云智慧所负责透视宝产品工作,以及Fox(以下为第一人称)与父亲的一次简短交流。 我父亲是一个公务员,他每天有一个爱好是看新闻联播,经常新闻中会提到大数据,偶尔会问我什么是大数据?国际上给出的定义是一种规模大到在获取、存储、管理、分析方面大大超出了传统数据库软件工具能力范围的数据集合,具有海量的数据规模、快速的数据流转、多样的数据类型和价值密度低四大特征。是不是很难懂? 有个段子可以帮大家生动的理解大数据,林彪带兵打仗的时候有个特别的习惯,那就是每次战斗结束后,都要用小本子记下所缴获的武器种类、数量等数据,乐此不疲,而大家对此都不以为意。有一天,在又一次遭遇战后,士兵在给他念缴获的武器数量时,他突然叫停,然后兴奋地指出,这次遭遇战很可能遇到的是

敌人的指挥部队。原因是,这次缴获的小枪与大枪的比例高于普通的战斗,小车与大车的比例以及军官与士兵的比例也都高于平均,因此他得到了这个结论。在这个数据的指导下,部队一鼓作气,追击逃脱的部队,成功的把敌人的指挥官抓获。 通过这个故事大家就能生动的理解大数据的作用和价值。无论多数企业或个人是否已经意识到大数据的真实存在,毫无疑问,我们生活在大数据时代。随着大数据的兴起,数据分析被分成以下几个步骤:采集、统计、分析、呈现,而数据呈现即数据的可视化,被称为大数据的最后一公里。 什么是数据可视化 大数据已经被国家列入十三五规划,提倡开放,共享。开放共享的背后意味着人人都可以接触和进入大数据领域,企业不再为数据资源的垄断发愁,因为一切都是开放的,如何获取数据将不再是问题,困难在于数据有什么价值,用什么样的手段才能把数据的价值直观而清晰的表达出来。 我之前看到过一篇文章《设计中的设计》,里面提出一个概念叫视觉对话。如果要两个语言、文字不通的陌生人进行沟通,给他们一张纸,一只笔,他们一定是用最简洁的方式把自己的想法画下来进行交流,这就是视觉对话。 其实这也正是数据可视化的本质,通过可视化图表将用比文字快10倍的速度将陌生的读者带进门,大数据时代一个显著特征就是数据可视化的崛起。作为大数据最后一公里的展现环节,数据可视化将技术与艺术完美结合,借助图形化的手段,清晰有效地传达与沟通信息。 一方面,数据赋予可视化以价值;另一方面,可视化增加数据的灵性,两者相辅相成,帮助企业从信息中提取知识、从知识中收获价值。 为什么要做数据可视化 为什么很多企业开始拥抱数据可视化?是什么趋势在驱动可视化,换言之为什么企业变得更具视觉性? 我们首先澄清一点,数据可视化绝对不是最近才流行起来的,早在原始社会穴居人类就将岩画作为一种信息传递手段,而目前我用过最牛的大数据分析软件就是Excel。 和5年前相比,企业对于数据可视化的需求越来越强烈。原因很简单,数据

编译原理课程设计---C语言编译器的实现

扬州大学编译原理课程设计 学号:091202122 姓名: 专业:计算机科学与技术 课程:编译原理 指导教师:陈宏建

目录 一.程序简介与分析---------------------------------------------------------3 二.程序适用范围-----------------------------------------------------------3 三.词法分析---------------------------------------------------------------3 四.语法分析---------------------------------------------------------------4 五.语义分析和中间代码生成------------------------------------------------10 六.代码生成--------------------------------------------------------------12 七.流程图----------------------------------------------------------------13 八.实现------------------------------------------------------------------14 九.程序运行结果----------------------------------------------------------14 十.总结------------------------------------------------------------------18 十一.附录(源程序)--------------------------------------------------------18

6大提高数据可视化的实用技巧

6大提高数据可视化的实用技巧 目前,大数据对社会、工作与生活的重要性不言而喻,越来越多的应用涉及到大数据,而大数据的属性都呈现出了大数据不断增长的复杂性,采取合理的分析方法,并更好的呈现出来尤为重要,对于提高大数据的可读性可以遵循以下规律: 1. 将指标图形化 一般用与指标含义相近的icon来表现,使用场景也比较多。 2. 将指标关系图形化 当存在多个指标时,挖掘指标之间的关系,并将其图形化表达,可提升图表的可视化深度。一方面可借助已有的场景来表现,比如:百度统计流量研究院操作系统的分布,首先分为windows、mac还有其他操作系统,windows又包含xp、2003等多种子系统;另一方面可以构建场景来表现,比如百度统计流量研究院中的学历分布,指标分别是小学、初中、高中、本科等等,它们之间是一种越爬越高,从低等级到高等级的关系,那么,这种关系可以通过构建一个台阶去表现。 3. 将指标值图形化 一个指标值就是一个数据,将数据的大小以图形的方式表现。比如用柱形图的长度或高度表现数据大小,这也是最常用的可视化形式,也可尝试从图形的视觉样式上进行一些创新,常用的方法就是将图形与指标的含义关联起来。 4. 让图表“动”起来 数据图形化完成后,可结合实际情况,将其变为动态化和可操控性的图表,用户在操控过程中能更好地感知数据的变化过程,提升体验。

5. 将数据进行概念转换 在数据可视化,有时需要对数据进行概念转换,可加深用户对数据的感知,常用的方法有对比和比喻。 6. 将时间和空间可视化 通过时间的维度来查看指标值的变化情况,一般通过增加时间轴的形式,也就是常见的趋势图;当图表存在地域信息并且需要突出表现的时候,可用地图将空间可视化,地图作为主背景呈现所有信息点。 以上是提高大数据可读性的六种实用方法,在进行数据呈现的时候具有一定的借鉴意义,随着大数据技术的成熟,数据呈现的方法也会越来越多,平时可以多学习、对比并积累,好的数据可视化方法和工具可以对数据呈现起到事半功倍的作用!

进程调度算法的模拟实现

操作系统课程设计报告题目:进程调度算法的模拟实现_ 专业计算机科学与技术 学生姓名 班级 学号 指导教师 发放日期2015.1.30 信息工程学院

目录 1 概述 (1) 2 设计原理 (1) 2.1先来先服务算法 (1) 3 详细设计与编码 (2) 3.1 模块设计 (2) 3.2 系统流程图 (2) 3.3 系统详细设计 (2) 4 结果与分析 (6) 4.1 测试方案 (6) 4.2 测试结果 (6) 4.3 测试结果分析 (9) 5 设计小结 (10) 6 参考文献 (10) 附录程序代码 (12)

进程调度算法的模拟实现 进程调度算法的模拟实现 1 概述 选择一个调度算法,实现处理机调度,进程调度算法包括:先来先服务算法,短进程优先算法,时间片轮转算法,动态优先级算法。可选择进程数量,本程序包括四种算法,用C或C++语言实现,执行时在主界面选择算法(可用函数实现),进入子页面后输入进程数,(运行时间,优先数由随机函数产生),执行,显示结果。 2 设计原理 2.1先来先服务(FCFS)算法 每次调度都是从后备作业队列中选择一个或多个最先进入该队列的作业,将它们调入内存,为它们分配资源创建进程,然后放入就绪队列 2.2 时间片轮转法(RR)算法 系统将所有的就绪进程按先来先服务的原则排成一个队列,每次调度时,把CPU分配给队首进程,并令其执行一个时间片。时间片的大小从几ms到几百ms。当执行的时间片用完时,由一个计时器发出时钟中断请求,调度程序便据此信号来停止该进程的执行,并将它送往就绪队列的末尾;然后,再把处理机分配给就绪队列中新的队首进程,同时也让它执行一个时间片。 2.3短作业优先(SJF)算法 短作业优先调度算法是从就绪队列中选出一个估计运行时间最短的进程,将处理机分配给它,使它立即执行并一直执行到完成,或发生某事件而被阻塞放弃处理机时再重新调度。 2.4最高优先权优先(HRRN)算法 优先权调度算法是为了照顾紧迫型作业,使之在进入系统后便获得优先处理,引入最高优先权优先调度算法。动态优先权是指在创建进程时所赋予的优先权,是可以随进程的推进或随其等待时间的增加而改变的,以便获得更好的调度性能。

大数据背景下数据可视化方法研究

摘要:大数据时代数据飞速增长,高维数据越来越多迫切需要新的数据可视化方法对高维数据进行处理。本文在传统的radviz数据可视化方法基础上,结合弹簧模型,给出了一种改进的radviz数据可视化方法,并通过两种模型之间的比较,证明了改进的radviz可视化方法增强了属性间的合力,降低了数据遮盖度,更好地保持了原有数据集的特征。 关键词:大数据;数据可视化;radviz;弹簧模型 中图分类号:tp311 文献标识码:a 文章编号:1009-3044(2016)17-0231-03 随着大数据时代的到来,数据产生的速度呈直线上升,数据海量化已成为不可避免的发展趋势。数据急剧增加对数据处理、数据挖掘以及数据可视化等都是一个极大的挑战。目前,数据可视化面临高维数据越来越多,数据量越来越大,数据种类越来越多等多种挑战。针对这些问题,提出了一种radviz数据可视化方法,将高维数据样本非线性的投影到二维目标空间,能够快速找到容易被领域专家认可的可视化模型。但是传统的radviz可视化方法将属性值均匀分布在圆周上造成属性间的值相互抵消,从而导致数据遮盖度较大及可视化图形有内缩趋势等问题。本文提出了一种新的改进的radviz可视化方法,改进的方法增强属性了间的合力,降低了数据遮盖度,使得原始数据集的特征能够更好地保持。 1 数据可视化 数据可视化技术诞生于二十世纪八十年代,是运用计算机图形学和图像处理等技术,以图表、地图、动画或其他使内容更容易理解的图形方式来表示数据,使数据所表达的内容更加容易被处理。数据可视化技术与虚拟现实技术、数据挖掘、人工智能,甚至与人类基因组计划等前沿学科领域都有着密切的联系[1]。目前数据可视化技术大体可以分为5类:基于几何投影可视化技术、面向像素可视化技术、基于图标可视化技术、基于层次可视化技术以及基于图形可视化技术[2]。 数据可视化的简易工作图如图1所示: 2 传统的radviz可视化方法分析 radviz(radial coordinate visualization)是一种基于弹簧模型的可视化方法,radviz 是将一系列多维空间的点通过非线性方法映射到二维空间,实现在平面中对多维数据可视化的一种数据分析方法。自从ankerst于1996年提出radviz技术以来,radviz技术取得了很大的发展,被广泛应用于可视化分析和数据挖掘等领域。近年来更是把radviz技术运用到基因表达数据的分类上,且取得了良好的分类效果[3]。 2.1 传统radviz模型 经典的radviz方法通常运用在平行坐标系上,将一系列具有多维度属性的点通过非线性方法映射到二维空间,使人们得以用肉眼观察。如图2所示,设n个特征变量随机均匀地分布在单位圆周上(如n= 6),记为~,现在假设n个弹性系数不同的弹簧一端全部固定在一个小球上,另一端分别固定在~。假定第j根弹簧对于观测点i的弹性系数为,如果观测点固定在圆内的一个平衡位置,那么(,)就是n维空间(,…,)在二维空间的投影,便实现了一个n维数据转化到二维坐标的radviz可视化[3]。 其中,表示随机均匀分布在单位圆周上的特征向量;单位圆周表示一个二维空间;o表示特征向量映射在二维空间上的平衡点。 根据胡克定律,对一个弹簧而言,小球所受到的弹力取决于弹簧拉伸的长度(矢量)和弹簧的弹性系数(标量),当小球静止不动时,则表明其受到所有弹簧的合力为零。对此可得到如下公式: 其中xj表示第j个变量在二维空间的圆周上的坐标,pi表示第i个观测点在圆内二维空间平衡位置的坐标。公式(2-2)表示第i个观测的平衡位置,式(2-3)表示观测平衡位置向量pi为各变量的坐标位置的加权平均。为了避免负值的出现,常常采用归一化的方法,

编译原理及实现课后习题答案(1)

2.1 设字母表A={a},符号串x=aaa,写出下列符号串及其长度:x0,xx,x5以及A+和A*. x0=(aaa)0=ε| x0|=0 xx=aaaaaa |xx|=6 x5=aaaaaaaaaaaaaaa | x5|=15 A+ =A1∪A2∪…. ∪A n∪…={a,aa,aaa,aaaa,aaaaa…} A* = A0 ∪A1 ∪A2∪…. ∪ A n ∪…={ε,a,aa,aaa,aaaa,aaaaa…} 2.2 令∑={a,b,c},又令x=abc,y=b,z=aab,写出如下符号串及它们的长度:xy,xyz,(xy)3 xy=abcb |xy|=4 xyz=abcbaab |xyz|=7 (xy)3=(abcb)3 =abcbabcbabcb | (xy)3 |=12 2.3设有文法G[S]:S∷=SS*|SS+|a,写出符号串aa+a*规范推导,并构造语 法树。 S => SS* => Sa* => SS+a* => Sa+a* => aa+a*

2.4 已知文法G[Z]:Z∷=U0∣V1 、U∷=Z1∣1 、V∷=Z0∣0 ,请写出全部由此文法描述的只含有四个符号的句子。 Z=>U0=>Z10=>U010=>1010 Z=>U0=>Z10=>V110=>0110 Z=>V1=>Z01=>U001=>1001 Z=>V1=>Z01=>V101=>0101 2.5 已知文法G[S]:S∷=AB A∷=aA︱εB∷=bBc︱bc , 写出该文法描述的语言。 A∷=aA︱ε描述的语言: {a n|n>=0} B∷=bBc︱bc描述的语言:{b n c n|n>=1} L(G[S])={a n b m c m|n>=0,m>=1} 2.6 已知文法E∷=T∣E+T∣E-T 、T∷=F∣T*F∣T/F 、F∷=(E)∣i,写出该文法的开始符号、终结符号集合V T、非终结符号集合V N。 开始符号:E V t={+, - , * , / ,(, ), i} V n={E , F , T} 2.7 对2.6题的文法,写出句型T+T*F+i的短语、简单短语以及句柄。 短语:T+T*F+i T+T*F Array i i T T*F 简单短语:i T*F T 句柄:T

设计一个按优先数调度算法实现处理器调度的程序

#include "stdio.h" #include "malloc.h" #include "string.h" typedefstruct node{ int time; int name; char statement; intnum; struct node *next; }node,*L; void createL(L &l,int n){ l=(L)malloc(sizeof(node)); if(!l) printf("error!"); else l->next=NULL; L p,q; q=l; for(int i=0;iname); getchar(); printf("请输入该进程的运行时间time:\n"); scanf("%d",&p->time); printf("请输入其优先级数num:\n"); scanf("%d",&p->num); getchar(); printf("请输入其状态:\n"); p->statement=getchar(); p->next=q->next; q->next=p; q=p; getchar(); } } void traL(L &l){ L p; p=l->next; printf("进程名\t运行时间\t优先数\t状态\n"); while(p){ printf(" %d\t%5d\t%11d\t %c",p->name,p->time,p->num,p->stat

城市交通大数据可视化框架及实现

城市交通大数据可视化框架及实现 随着智能交通在物联网、云计算、移动互联等领域的结合应 用和迅速发展,其发展模式已经从传统的信息不均衡、信息处理能力低效的系统发展成为真正的运用新技术的智能交通系统。智能交通系统是多个与交通有关的系统的综合应用,包括车路协同系统、公众出行便捷服务、车联网等,这些应用运用大数据技术、云计算技术、移动互联技术等为交通系统的智能化效率的提高提供重要的支持,不断提高智能交通系统的数据分析判断能力,以优化交通的运行管理,精准地掌握交通状况,给车辆和出行者带来更加智能化的服务。目前大数据技术已经应用在很多城市的智能交通领域,公众出行越来越离不开交通大数据分析带来的便利。 随着大数据技术的兴起,智能交通的发展也在飞速前进的阶段,交通大数据的总量已从TB级跃升为PB级并仍在不断攀升。但目前,在如何运用大数据技术有效处理分析这些日益剧增的交通大数据分析获取更有价值的信息的问题上,我国的智能交通发展仍然处于开始阶段。如何运用大数据技术,有效分析利用交通大数据,实现大数据的可视化,使其发挥出应有的价值,是现阶段智能交通发展的重要任务。 1数据可视化基本框架 1.1 数据可视化流程 科学可视化和信息可视化分别设计了可视化流程的参考体系结

构并被广泛应用于数据可视化系统中。可视分析学的基本流程则通过人机交互将自动和可视分析方法紧密结合。从数据到知识的转化方式有两种途径,交互的可视化方法和自动的数据挖掘方法。过程中用户即可以对可视化结果进行交互的修正,也可以调节参数以修正模型。 在相当多的应用场合,异构数据源需要在可视分析或自动分析方法之间被整合。因此,这个流程的第一步需要将数据预处理并转换,导出不同的表达,便于后续的分析,其他的预处理任务包括数据清洗、数据规范、数据归类和异构数据源集成。在任何一种可视化分析过程中,人都是最核心的要素。机器智能虽然在很多场合都比人的效率要高,但是机器只能承担替代一部分人所承担的工作,并不能够最终决策或对知识进行加工和使用。所以数据可视化的目的并不是替代人的判断和决策,而是为人所用,增强人的能力,提高人的效率。 1.2数据可视化流程中的核心要素数据可视化流程中的核心要 素包括 3 个方面。 1.2.1 数据表示与变换数据可视化的基础是数据表示和变换。为了允许有效的可视化、分析和记录,输入数据必须从原始状态变换到一种便于计算机处理的结构化数据表示形式。通常这些结构存在于数据本身,需要研究有效的数据提炼或简化方法以最大程度地保持信息和 知识的内涵及相应的上下文。

(完整版)编译原理及实现课后习题答案

编译原理及实现课后习题解答 2.1设字母表A={a},符号串x=aaa,写出下列符号串及其长度:x0,xx,x5 以及A+和A*. x0=(aaa)0=ε| x0|=0 xx=aaaaaa |xx|=6 x5=aaaaaaaaaaaaaaa | x5|=15 A+ =A1∪A2∪ …. ∪A n∪…={a,aa,aaa,aaaa,aaaaa…} A* = A0 ∪A1 ∪A2 ∪…. ∪A n ∪…={ε,a,aa,aaa,aaaa,aaaaa…} 2.2令∑={a,b,c},又令x=abc,y=b,z=aab,写出如下符号串及它们的长度:xy,xyz,(xy)3 xy=abcb |xy|=4 xyz=abcbaab |xyz|=7 (xy)3=(abcb)3 =abcbabcbabcb | (xy)3 |=12 2.3设有文法G[S]:S∷=SS*|SS+|a,写出符号串aa+a*规范推导,并构造语 法树。 S => SS* => Sa* => SS+a* => Sa+a* => aa+a*

S S S * S S + a a a 2.4 已知文法G[Z]:Z∷=U0∣V1 、U∷=Z1∣1 、V∷=Z0∣0 ,请写出全部由此文法描述的只含有四个符号的句子。 Z=>U0=>Z10=>U010=>1010 Z=>U0=>Z10=>V110=>0110 Z=>V1=>Z01=>U001=>1001 Z=>V1=>Z01=>V101=>0101 2.5已知文法G[S]:S∷=AB A∷=aA︱εB∷=bBc︱bc , 写出该文法描述的语言。 A∷=aA︱ε描述的语言: {a n|n>=0} B∷=bBc︱bc 描述的语言:{b n c n|n>=1} L(G[S])={a n b m c m|n>=0,m>=1} 2.6已知文法E∷=T∣E+T∣E-T 、T∷=F∣T*F∣T/F 、F∷=(E)∣i,写出该文法的开始符号、终结符号集合V T、非终结符号集合V N。 开始符号:E V t={+, - , * , / ,(, ), i} V n={E , F , T}

时间片轮转算法和优先级调度算法-C语言模拟实现-收藏

一、目的和要求 进程调度是处理机管理的核心容。本实验要求用高级语言编写模拟进程调度程序,以便加深理解有关进程控制快、进程队列等概念,并体会和了解优先数算法和时间片轮转算法的具体实施办法。 二、实验容 1.设计进程控制块PCB的结构,通常应包括如下信息: 进程名、进程优先数(或轮转时间片数)、进程已占用的CPU时间、进程到完成还需要的时间、进程的状态、当前队列指针等。 2.编写两种调度算法程序: 优先数调度算法程序 循环轮转调度算法程序 3.按要求输出结果。 三、提示和说明 分别用两种调度算法对伍个进程进行调度。每个进程可有三种状态;执行状态(R UN)、就绪状态(READY,包括等待状态)和完成状态(FINISH),并假定初始状态为就绪状态。 (一)进程控制块结构如下: NAME——进程标示符 PRIO/ROUND——进程优先数/进程每次轮转的时间片数(设为常数2) CPUTIME——进程累计占用CPU的时间片数 NEEDTIME——进程到完成还需要的时间片数 STATE——进程状态 NEXT——链指针 注: 1.为了便于处理,程序中进程的的运行时间以时间片为单位进行计算; 2.各进程的优先数或轮转时间片数,以及进程运行时间片数的初值,均由用户在程序运行时给定。 (二)进程的就绪态和等待态均为链表结构,共有四个指针如下:

RUN——当前运行进程指针 READY——就需队列头指针 TAIL——就需队列尾指针 FINISH——完成队列头指针 (三)程序说明 1. 在优先数算法中,进程优先数的初值设为: 50-NEEDTIME 每执行一次,优先数减1,CPU时间片数加1,进程还需要的时间片数减1。 在轮转法中,采用固定时间片单位(两个时间片为一个单位),进程每轮转一次,CPU时间片数加2,进程还需要的时间片数减2,并退出CPU,排到就绪队列尾,等待下一次调度。 2. 程序的模块结构提示如下: 整个程序可由主程序和如下7个过程组成: (1)INSERT1——在优先数算法中,将尚未完成的PCB按优先数顺序插入到就绪队列中; (2)INSERT2——在轮转法中,将执行了一个时间片单位(为2),但尚未完成的进程的PCB,插到就绪队列的队尾; (3)FIRSTIN——调度就绪队列的第一个进程投入运行; (4)PRINT——显示每执行一次后所有进程的状态及有关信息。 (5)CREATE——创建新进程,并将它的PCB插入就绪队列; (6)PRISCH——按优先数算法调度进程; (7)ROUNDSCH——按时间片轮转法调度进程。 主程序定义PCB结构和其他有关变量。 (四)运行和显示 程序开始运行后,首先提示:请用户选择算法,输入进程名和相应的NEEDTIM E值。 每次显示结果均为如下5个字段: name cputime needtime priority state 注:

编译原理知识点汇总

编译原理的复习提纲 1.编译原理=形式语言+编译技术 2.汇编程序: 把汇编语言程序翻译成等价的机器语言程序 3.编译程序: 把高级语言程序翻译成等价的低级语言程序 4.解释执行方式: 解释程序,逐个语句地模拟执行 翻译执行方式: 翻译程序,把程序设计语言程序翻译成等价的目标程序 5.计算机程序的编译过程类似,一般分为五个阶段: 词法分析、语法分析、语义分析及中间代码生成、代码优化、目标代码生成 词法分析的任务: 扫描源程序的字符串,识别出的最小的语法单位(标识符或无正负号数等) 语法分析是: 在词法分析的基础上的,语法分析不考虑语义。语法分析读入词法分析程序识别出的符号,根据给定的语法规则,识别出各个语法结构。 语义分析的任务是检查程序语义的正确性,解释程序结构的含义,语义分析包括检查变量是否有定义,变量在使用前是否具有值,数值是否溢出等。

语法分析完成之后,编译程序通常就依据语言的语义规则,利用语法制导技术把源程序翻译成某种中间代码。所谓中间代码是一种定义明确、便于处理、独立于计算机硬件的记号系统,可以认为是一种抽象机的程序 代码优化的主要任务是对前一阶段产生的中间代码进行等价变换,以便产生速度快、空间小的目标代码 编译的最后一个阶段是目标代码生成,其主要任务是把中间代码翻译成特定的机器指令或汇编程序 编译程序结构包括五个基本功能模块和两个辅助模块 6.编译划分成前端和后端。 编译前端的工作包括词法分析、语法分析、语义分析。编译前端只依赖于源程序,独立于目标计算机。前端进行分析 编译后端的工作主要是目标代码的生成和优化后端进行综合。独立于源程序,完全依赖于目标机器和中间代码。 把编译程序分为前端和后端的优点是: 可以优化配置不同的编译程序组合,实现编译重用,保持语言与机器的独立性。 7.汇编器把汇编语言代码翻译成一个特定的机器指令序列 第二章 1.符号,字母表,符号串,符号串的长度计算P18,子符号串的含义,符号串的简单运算XY,Xn, 2.符号串集合的概念,符号串集合的乘积运算,方幂运算,闭包与正闭包的概念P19,P20A0 ={ε} 3.重写规则,简称规则。非xx(V

编译原理发展史

编译原理历史与发展 姓名:费张烨学号:09923206 指导老师:朱文华 基于形式语言理论中的有关概念来讨论编译实现问题。即 编译原理=形式语言理论+编译技术 编译原理是计算机专业的一门重要专业课,旨在介绍编译程序构造的一般原理和基本方法。内容包括语言和文法、词法分析、语法分析、语法制导翻译、中间代码生成、存储管理、代码优化和目标代码生成。编译原理是计算机专业设置的一门重要的专业课程。虽然只有少数人从事编译方面的工作,但是这门课在理论、技术、方法上都对学生提供了系统而有效的训练,有利于提高软件人员的素质和能力。 编译器是将一种语言翻译为另一种语言的计算机程序。编译器将源程序(source language)编写的程序作为输入,而产生用目标语言(target language )编写的等价程序。通常地,源程序为高级语言(high-level language ),如C或C + + ,而目标语言则是目标机器的目标代码(object code,有时也称作机器代码(machine code )),也就是写在计算机机器指令中的用于运行的代码。这一过程可以表示为: 源程序→编译器→目标程序 编译技术的历史 在20世纪40年代,由于冯·诺伊曼在存储-程序计算机方面的先锋作用,编写一串代码或程序已成必要,这样计算机就可以执行所需的计算。开始时,这些程序都是用机器语言(machine language )编写的。机器语言就是表示机器实

际操作的数字代码,例如:C7 06 0000 0002 表示在IBM PC 上使用的Intel 8x86处理器将数字2移至地址0 0 0 0 (16进制)的指令。

数据可视化常用的五种方式及案例分析

数据可视化常用的五种方式及案例分析 概念借助于图形化的手段,清晰、快捷有效的传达与沟通信息。从用户的角度,数据可视化可以让用户快速抓住要点信息,让关键的数据点从人类的眼睛快速通往心灵深处。数据可视化一般会具备以下几个特点:准确性、创新性与简洁性。 常用五种可视化方法 下面从最常用与实用的维度总结了如下5种数据可视化方法,让我们来一一瞧一下: 一、面积&尺寸可视化对同一类图形(例如柱状、圆环与蜘蛛图等)的长度、高度或面积加以区别,来清晰的表达不同指标对应的指标值之间的对比。 这种方法会让浏览者对数据及其之间的对比一目了然。制作这类数据可视化图形时,要用数学公式计算,来表达准确的尺度与比例。 a: 天猫的店铺动态评分天猫店铺动态评分模块右侧的条状图按精确的比例清晰的表达了不同评分用户的占比。从下图中我们第一眼就可以强烈的感知到5分动态评分的用户占绝对的比例。 b: 联邦预算图如下图,在美国联邦预算剖面图里,用不同高度的货币流清晰的表达了资金的来源去向,及每一项所占金额的比重。

c: 公司黄页-企业能力模型蜘蛛图如下图,通过蜘蛛图的表现,公司综合实力与同行平均水平的对比便一目了然。 二、颜色可视化

通过颜色的深浅来表达指标值的强弱与大小,就是数据可视化设计的常用方法,用户一眼瞧上去便可整体的瞧出哪一部分指标的数据值更突出。a: 点击频次热力图比如下面这张眼球热力图,通过颜色的差异,我们可以直观的瞧到用户的关注点。 b: 2013年美国失业率统计在图中可以瞧到,通过对美国地图以州为单位的划分,用不同的颜色来代表不同的失业率等级范围,整个的全美失业率状况便尽收眼底了。

几种操作系统调度算法

保证调度算法 基本思想:向用户做出明确的性能保证,然后去实现它.如你工作时有n个用户的登录,则你将获得cpu处理能力的1/n 算法实现:跟踪计算各个进程已经使用的cpu时间和应该获得的cpu时间,调度将转向两者之比最低的进程 五,保证调度算法 思想:向用户做出明确的性能保证,然后去实现它. 算法:容易实现的一种保证是:当工作时己有n个用户登录在系统,则将获得CPU处理能力的1/n.类似的,如果在一个有n个进程运行的用户系统中,每个进程将获得CPU处理能力的1/n. 实现方法:OS应记录及计算,各个进程在一定时间段内,已经使用的CPU时间和应该得到的CPU时间,二者之比小者优先级高. 5. 保证调度 一种完全不同的调度算法是向用户作出明确的性能保证,然后去实现它。一种很实际并很容易实现的保证是:若用户工作时有n个用户登录,则用户将获得CPU处理能力的1/n。类似地,在一个有n个进程运行的单用户系统中,若所有的进程都等价,则每个进程将获得1/n的CPU时间。看上去足够公平了。 为了实现所做的保证,系统必须跟踪各个进程自创建以来已使用了多少CPU时间。然后它计算各个进程应获得的CPU时间,即自创建以来的时间除以n。由于各个进程实际获得的CPU时间是已知的,所以很容易计算出真正获得的CPU时间和应获得的CPU时间之比。比率为0.5说明一个进程只获得了应得时间的一半,而比率为2.0则说明它获得了应得时间的2倍。于是该算法随后转向比率最低的进程,直到该进程的比率超过它的最接近竞争者为止。 彩票调度算法 基本思想:为进程发放针对系统各种资源(如cpu时间)的彩票;当调度程序需要做出决策时,随机选择一张彩票,持有该彩票的进程将获得系统资源 合作进程之间的彩票交换 六,彩票调度算法 彩票调度算法: 为进程发放针对各种资源(如CPU时间)的彩票.调度程序随机选择一张彩票,持有该彩票的进程获得系统资源. 彩票调度算法的特点: 平等且体现优先级:进程都是平等的,有相同的运行机会.如果某些进程需要更多的机会,可被给予更多彩票,增加其中奖机会. 易计算CPU的占有几率:某进程占用CPU的几率,与所持有的彩票数成正比例.该算法可实现各进程占用CPU的几率. 响应迅速 各个进程可以合作,相互交换彩票. 容易实现按比例分配如图象传输率,10帧/s,15帧/s,25帧/s

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