Automata and Compiler 2020

AUTOMATA AND
COMPILER
‫محور‬‫االوتومات‬‫المترجمات‬ ‫و‬
12020

Content
■ Overview.
■ Automate.
■ Regular Expression.
■ Context Free Grammars.
■ Compiler.
■ MCQ.
22020

Automata
■‫عن‬ ‫أمثلة‬‫األوتومات‬:
–‫القهوة‬ ‫بيع‬ ‫آلة‬ ‫في‬ ‫الموجود‬ ‫الحاسب‬
–‫اآللي‬ ‫الصراف‬ ‫في‬ ‫الموجود‬ ‫الحاسب‬ATM
■‫خدم‬ ‫لتنفيذ‬ ‫المفاتيح‬ ‫لوحة‬ ‫نستخدم‬ ‫ثم‬ ‫ومن‬ ً‫أوال‬ ‫البطاقة‬ ‫نضع‬ ‫اآللي‬ ‫الصراف‬ ‫في‬‫ة‬
(،‫مبلغ‬ ‫سحب‬ ،‫الرصيد‬ ‫عن‬ ‫االستعالم‬.)...
■‫معين‬ ‫بتسلسل‬ ‫األحداث‬ ‫من‬ ‫عدد‬ ‫لدينا‬ ‫يكون‬ ‫أي‬.
■‫مرة‬ ‫كل‬ ‫في‬ ‫التسلسل‬ ‫بنفس‬ ‫السير‬ ‫الضروري‬ ‫من‬ ‫ليس‬ ‫ولكن‬.
–ً‫مثال‬:‫الجا‬ ‫الحساب‬ ‫اختيار‬ ً‫دائما‬ ‫المفروض‬ ‫من‬ ‫ليس‬ ‫للصراف‬ ‫البطاقة‬ ‫ادخال‬ ‫بعد‬‫بل‬ ‫ري‬
‫وبالت‬ ‫لنا‬ ‫بالنسبة‬ ‫مقبولتان‬ ‫العمليتين‬ ‫فكال‬ ‫التوفير‬ ‫حساب‬ ‫اختيار‬ ‫ممكن‬‫يمكن‬ ‫الي‬
‫في‬ ‫مختلفين‬ ‫بفرعين‬ ‫الذهاب‬‫األتومات‬.
42020

Automata
■‫الرياضي‬ ‫التعريف‬‫لألوتومات‬:
■ M = ( Q , Σ , δ , q0 , F) were
– Q = { q0 , q1 , q2 , q3 } states
– Σ = { 0 , 1 } domain
– q0 = q0 initial state
– F = { q0 } end state
■‫االصفار‬ ‫عدد‬ ‫فيها‬ ‫يكون‬ ‫التي‬ ‫السالسل‬ ‫جميع‬ ‫يقبل‬ ‫المثال‬‫والواحدات‬‫زوجي‬.
52020

Different Kinds of Automata (Chomsky)
(‫القواعد‬ ‫لتوصيف‬ ‫وهرميتها‬ ‫اللغات‬ ‫أنواع‬)
1. Regular Languages: (‫المنتظمة‬ ‫)اللغات‬
– Definition Tool: Finite Automata ( ‫األوتومات‬‫المنتهي‬ )
– Memory Type: no temporary memory
– Ex: ATM, Search.
2. Context-Free Languages: (‫السياق‬ ‫عديمة‬ ‫)اللغات‬
– Definition Tool: Push down Automata (PDA) ( ‫األوتومات‬‫المكدس‬ ‫ذات‬ )
– Memory Type: stack
– Ex: Syntax recognition of a specific language, Identify the conditional (IF)
3. Recursive Languages:
– Definition Tool: Turing Machines
– Memory Type: random access memory (RAM)
– Ex: Recognize all languages regardless their form
62020

Finite Automata
■‫أنواع‬‫االوتومات‬‫المنتهي‬:Finite Automata
–‫االوتومات‬‫الحتمي‬ ‫المنتهي‬( :Deterministic finite automata DFA)
■‫هذا‬ ‫يحقق‬‫االوتومات‬‫حالة‬ ‫الى‬ ‫يكون‬ ‫معين‬ ‫رمز‬ ‫اجل‬ ‫ومن‬ ‫وحيدة‬ ‫حالة‬ ‫من‬ ‫االنتقال‬ ‫ان‬
‫محددة‬ ‫وحيدة‬.
–‫االوتومات‬‫المنتهي‬‫الالحتمي‬( :Non deterministic finite automata NFA)
■‫شرط‬ ‫يحقق‬ ‫ال‬ ‫الذي‬ ‫وهو‬‫االوتومات‬‫السابق‬.
■‫الرمز‬ ‫بنفس‬ ‫حالة‬ ‫من‬ ‫اكثر‬ ‫الى‬ ‫االنتقال‬ ‫نستطيع‬ ‫أي‬.
7
NFA2020

Finite Automata
■‫مالحظات‬:
–‫اجل‬ ‫من‬‫اوتومات‬‫نوع‬ ‫من‬DFA‫ما‬ ‫لسلسلة‬ ‫القبول‬ ‫خوارزمية‬ ‫بناء‬ ‫يمكن‬.
■‫تنتمي‬ ‫سلسلة‬ ‫كانت‬ ‫اذا‬ ‫معرفة‬ ‫خاللها‬ ‫من‬ ‫نستطيع‬ ‫التي‬ ‫الخوارزمية‬ ‫أي‬‫لالوتومات‬‫ا‬‫ال‬ ‫م‬.
–‫حالة‬ ‫في‬ ‫اما‬NFA‫قبول‬ ‫خوارزمية‬ ‫بناء‬ ‫يمكن‬ ‫فال‬.
■‫جدا‬ ‫مكلفة‬ ‫ولكنها‬ ‫تراجعية‬ ‫قبول‬ ‫خوارزمية‬ ‫بناء‬ ‫يمكن‬.
–‫على‬ ‫يبرهن‬NFA‫ل‬ ‫بتحويلها‬DFA‫لها‬ ‫مكافئ‬.
■‫لكل‬NFA‫هنالك‬DFA‫له‬ ‫مكافئ‬.
82020

Finite Automata
From NFA To DFA
92020

Finite Automata
From NFA To DFA
102020

Finite Automata
From NFA To DFA
112020

Finite Automata
ε-NFA
■‫االوتومات‬‫الالحتمي‬‫االنتقال‬ ‫مع‬‫ابسيلون‬
–‫مثال‬:
–‫هي‬ ‫االبجدية‬ ‫ان‬ ‫نعتبر‬:
■0 1 2 ε
122020

Notes
■‫من‬ ‫أنواع‬ ‫ثالثة‬ ‫هنالك‬‫األوتومات‬‫ومساوئه‬ ‫ميزاته‬ ‫له‬ ‫منها‬ ‫وكل‬:
–DFA
■‫المزايا‬:‫بسهولة‬ ‫تحقيقها‬ ‫يمكن‬ ‫بسيطة‬ ‫قبول‬ ‫خوارزمية‬ ‫له‬.
■‫المساوئ‬:‫لتصميمه‬ ‫كبير‬ ‫جهد‬ ‫إلى‬ ‫يحتاج‬.
–NFA
■‫المزايا‬:‫اإلنسان‬ ‫تفكير‬ ‫نمط‬ ‫من‬ ‫يقترب‬ ‫حيث‬ ‫التصميمية‬ ‫الناحية‬ ‫من‬ ‫أسهل‬.
■‫المساوئ‬:‫الط‬ ‫جميع‬ ‫اختبار‬ ‫يجب‬ ‫تراجعية‬ ‫خوارزمية‬ ‫فهي‬ ‫معقدة‬ ‫فيه‬ ‫القبول‬ ‫خوارزمية‬‫رق‬
‫ال‬ ‫أو‬ ‫مقبول‬ ‫طريق‬ ‫وجود‬ ‫من‬ ‫للتأكد‬ ‫فيها‬.‫ب‬ ‫استبداله‬ ‫الى‬ ‫نلجأ‬ ‫لذا‬DFA‫مقابل‬
–ε-NFA
■‫المزايا‬:‫أنواع‬ ‫أقرب‬‫األوتومات‬‫البشري‬ ‫للتفكير‬(‫ال‬ ‫من‬ ‫أقرب‬NFA)
■‫المساوئ‬:‫الى‬ ‫يحول‬ ‫لذلك‬ ‫أعقد‬ ‫فيه‬ ‫القبول‬ ‫خوارزميات‬NFA‫الى‬ ‫ثم‬DFA
132020

Question 1
■‫أعط‬‫األوتومات‬‫المكافئ‬ ‫الحتمي‬ ‫المنتهي‬‫لألوتومات‬‫المنتهي‬‫الالحتمي‬‫التالي‬:
142020

Question 1
■‫الجواب‬:
152020

REGULAR LANGUAGE
‫المنتظمة‬ ‫اللغات‬
162020

Regular Language
■‫النظامي‬ ‫التعبير‬:
–‫لتمثيل‬ ‫مختصرة‬ ‫مبسطة‬ ‫طريقة‬ ‫عن‬ ‫عبارة‬ ‫هو‬‫االوتومات‬‫معينة‬ ‫لغة‬ ‫يوصف‬ ‫الذي‬
‫من‬ ‫مجموعة‬ ‫على‬ ‫ويعتمد‬‫التراميز‬.
■‫المنتظمة‬ ‫اللغة‬:
–‫ب‬ ‫تمثيلها‬ ‫يمكن‬ ‫لغة‬ ‫كل‬ ‫هي‬RE‫ب‬ ‫ممثلة‬ ‫تكون‬ ‫عمليا‬ ‫أي‬DFA.
172020

Regular Language
■‫امثلة‬:
–‫االبجدية‬ ‫لدينا‬ ‫كانت‬ ‫اذا‬σ = {𝑎}‫النظامية‬ ‫التعابير‬ ‫من‬ ‫العديد‬ ‫بناء‬ ‫نستطيع‬:
■a‫واحد‬ ‫حرف‬ ‫من‬ ‫المؤلفة‬ ‫السلسلة‬ ‫يكافئ‬.
■ε‫الخالية‬ ‫السلسلة‬ ‫يكافئ‬.
■a*‫تكرار‬ ‫من‬ ‫المؤلفة‬ ‫السلسلة‬ ‫او‬ ‫الخالية‬ ‫السلسلة‬ ‫يكافئ‬a‫أو‬ ‫أكبر‬ ‫المرات‬ ‫من‬ ‫عدد‬
‫الواحد‬ ‫يساوي‬.
■a+‫تكرار‬ ‫من‬ ‫المؤلفة‬ ‫السلسلة‬ ‫يكافئ‬a‫الواحد‬ ‫يساوي‬ ‫أو‬ ‫أكبر‬ ‫المرات‬ ‫من‬ ‫عدد‬.
■an‫تكرار‬ ‫من‬ ‫المؤلفة‬ ‫السلسلة‬ ‫يكافئ‬a(n)‫فقط‬ ‫مرة‬.
–‫األبجدية‬ ‫لدينا‬ ‫كانت‬ ‫اذا‬σ = {𝑎,𝑏}‫المنتظمة‬ ‫التعابير‬ ‫من‬ ‫العديد‬ ‫بناء‬ ‫نستطيع‬:
■a*b*:‫عملية‬ ‫عن‬ ‫الناتجة‬ ‫السلسلة‬ ‫يكافئ‬concatenation‫أي‬).(‫نظاميين‬ ‫تعبيرين‬ ‫بين‬.
182020

Regular Language
■ L1 = { a*b* : a,b ∈ σ }
– L1 is regular language.
■ L2 = { anbn : a,b ∈ σ , n>=0}
– L2 is not regular language.
■‫اللغة‬ ‫ان‬ ‫نالحظ‬L2‫ير‬ ‫أن‬ ‫يجب‬ ‫مقبولة‬ ‫السلسة‬ ‫تكون‬ ‫حتى‬ ‫ألنه‬ ‫وذلك‬ ،‫ذاكرة‬ ‫الى‬ ‫تحتاج‬‫ى‬
b‫ورود‬ ‫مرات‬ ‫عدد‬ ‫بنفس‬a.
192020

Regular Language
■ L1, L2: Regular Languages then:
– L = L1 . L2 = { X.W were X ∈ L1 , W ∈ L2 } is Regular Language
– L1 ∪ L2 is Regular Language
– L1 , L2 is Regular Language
– L1 ∩ L2 is Regular Language
202020

Regular Expressions
Exercise 1
■ Suppose the only characters are 0 and 1.
■ A regular expression for strings containing 00 as a substring:
(0 | 1)* 00 (0 | 1)*
11011100101
0000
11111011110011111
212020

Regular Expressions
Exercise 2
■ A regular expression for strings of length exactly four:
(0|1)(0|1)(0|1)(0|1)
(0|1){4}
0000
1010
1111
1000
222020

Regular Expressions
Exercise 3
■ A regular expression for strings that contain at most one zero:
1*(0 | ε)1*
1*0?1*
11110111
111111
0111
0
232020

Regular Expressions
Exercise 4
■ Suppose that our alphabet is all ASCII characters.
■ A regular expression for even numbers:
(+|-)?(0|1|2|3|4|5|6|7|8|9)*(0|2|4|6|8)
(+|-)?[0123456789]*[02468]
(+|-)?[0-9]*[02468]
42
+1370
-3248
-9999912
242020

Regular Expressions
Exercise 5
■ Suppose that our alphabet is a, @, and ., where a represents “some letter”
■ regular expression for email addresses:
a+(.a+)*@a+(.a+)+
cs143@cs.stanford.edu
first.middle.last@mail.site.org
barack.obama@whitehouse.gov
252020

Regular Language & Automata
■‫التعبير‬(ab)‫مقابلته‬ ‫يمكن‬‫باالوتومات‬:
■‫التعبير‬(a + b)‫مقابلته‬ ‫يمكن‬‫باالوتومات‬:
262020

■‫التعبير‬(a*)‫مقابلته‬ ‫يمكن‬‫باالوتومات‬:
■‫التعبير‬(a+)‫مقابلته‬ ‫يمكن‬‫باالوتومات‬:
272020

■‫التعبير‬(θ)‫طريق‬ ‫وجود‬ ‫عدم‬ ‫عن‬ ‫تعبر‬(‫فارغة‬ ‫مجموعة‬ ‫هي‬ ‫الحلول‬ ‫مجموعة‬ ‫أي‬):
■‫التعبير‬(ε)‫رموز‬ ‫من‬ ‫رمز‬ ‫أي‬ ‫لوجود‬ ‫الحاجة‬ ‫دون‬ ‫عبره‬ ‫ننتقل‬ ‫مفتوح‬ ‫طريق‬ ‫وجود‬ ‫عن‬ ‫تعبر‬
‫االبجدية‬:
282020

Example numbers
■ Draw a DFA equivalent to the following regular expression:
1) digit = [0-9]
2) nat = digit+
3) signedNat = (+|-)? nat
4) number = signedNat ("." nat)? (E signedNat)?
292020

nat = digit+
Example numbers
302020

signedNat = (+|-)? nat
Example numbers
312020

signedNat ("." nat)?
Example numbers
322020

number = signedNat ("." nat)? (E signedNat)?
Example numbers
332020

Question 1
■‫التي‬ ‫اللغات‬ ‫هي‬ ‫ما‬‫توصفها‬‫األبجدية‬ ‫على‬ ‫المعرفة‬ ‫التالية‬ ‫المنتظمة‬ ‫التعابير‬{a,b}:
–a (a + b)* b
–aab (aa|bb)*
–(aa)* a
342020

Question 1
■‫التي‬ ‫اللغات‬ ‫هي‬ ‫ما‬‫توصفها‬‫األبجدية‬ ‫على‬ ‫المعرفة‬ ‫التالية‬ ‫المنتظمة‬ ‫التعابير‬{a,b}:
–a (a + b)* b
–aab (aa|bb)*
–(aa)* a
–‫بالحرف‬ ‫كلماتها‬ ‫جميع‬ ‫تبدأ‬ ‫التي‬ ‫اللغة‬a‫بالحرف‬ ‫وتنتهي‬b
–‫بالسلسلة‬ ‫كلماتها‬ ‫جميع‬ ‫تبدأ‬ ‫التي‬ ‫اللغة‬aab‫األقل‬ ‫على‬ ‫واحد‬ ‫تكرار‬ ‫يليها‬ ‫ثم‬ ‫ومن‬
‫لثنائية‬aa‫من‬ ‫أو‬bb
–‫حرف‬ ‫على‬ ‫إال‬ ‫كلماتها‬ ‫تحتوي‬ ‫ال‬ ‫التي‬ ‫اللغة‬a‫مفردا‬ ‫كلماتها‬ ‫طول‬ ‫ويكون‬
352020

Question 2
■‫التالية‬ ‫اللغات‬ ‫تعرف‬ ‫أن‬ ‫يمكن‬ ‫التي‬ ‫المنتظمة‬ ‫التعابير‬ ‫هي‬ ‫ما‬:
–‫األبجدية‬ ‫على‬ ‫اللغة‬{a,b,c}‫بالحرف‬ ‫كلماتها‬ ‫جميع‬ ‫تبدأ‬ ‫والتي‬a
–‫مضاعفات‬ ‫من‬ ‫الصحيحة‬ ‫األعداد‬5
362020

Question 2
■‫التالية‬ ‫اللغات‬ ‫تعرف‬ ‫أن‬ ‫يمكن‬ ‫التي‬ ‫المنتظمة‬ ‫التعابير‬ ‫هي‬ ‫ما‬:
–‫األبجدية‬ ‫على‬ ‫اللغة‬{a,b,c}‫بالحرف‬ ‫كلماتها‬ ‫جميع‬ ‫تبدأ‬ ‫والتي‬a
–‫مضاعفات‬ ‫من‬ ‫الصحيحة‬ ‫األعداد‬5
–a (a + b + c)*
–(0 + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9)* 5
372020

Pumping Lemma
(‫الضخ‬ ‫)توطئة‬
■‫لها‬ ‫الالزم‬ ‫والشرط‬ ‫المنتظمة‬ ‫اللغة‬ ‫بين‬ ‫رياضي‬ ‫تكافؤ‬ ‫عالقة‬ ‫تمثل‬
■ L is Regular ➔ ∃ n >= 0
∀ Z ∈ L |Z|>=n
∃ u, v, w : Z = u.v.w , |v|>=1 , |u.w|<=n
∀ i >= 0 u.vi.w ∈ L
■‫صحيح‬ ‫غير‬ ‫العكس‬ ‫ولكن‬ ‫الضخ‬ ‫توطئة‬ ‫تحقق‬ ‫حتما‬ ‫فهي‬ ‫منتظمة‬ ‫اللغة‬ ‫كانت‬ ‫إذا‬ ‫أي‬
382020

Pumping Lemma
■‫يلي‬ ‫كما‬ ‫السابقة‬ ‫العالقة‬ ‫قراءة‬ ‫نستطيع‬:‫اللغة‬ ‫كانت‬ ‫إذا‬(L)‫ما‬ ‫تحقق‬ ‫حتما‬ ‫فهي‬ ‫منتظمة‬
‫يلي‬:
–‫ما‬ ‫ثابت‬ ‫هناك‬(n)،
–‫يساوي‬ ‫أو‬ ‫أكبر‬ ‫طولها‬ ‫التي‬ ‫السالسل‬ ‫جميع‬ ‫أن‬ ‫بحيث‬(n)
–‫إلى‬ ‫للتقسيم‬ ‫قابلة‬ ‫هي‬(3)‫أجزاء‬(u,v,w)‫بحيث‬(|v|>=1 , |u.w|<=n)
–‫التقسيمات‬ ‫هذه‬ ‫من‬ ‫األقل‬ ‫على‬ ‫واحد‬ ‫أسلوب‬ ‫من‬ ‫بد‬ ‫وال‬
–‫انتماء‬ ‫على‬ ‫يحافظ‬(Z)‫على‬ ‫الضخ‬ ‫بعد‬ ‫اللغة‬ ‫إلى‬(v)‫من‬ ‫عدد‬ ‫بأي‬ ‫تكرارها‬ ‫أي‬
‫المرات‬.
392020

Pumping Lemma
■‫مثال‬:‫المنتظمة‬ ‫اللغة‬ ‫لدينا‬ ‫كانت‬ ‫إذا‬:
■ L2 = { a*b* : a,b ∈ σ }
■‫وليكن‬ ‫ما‬ ‫ثابت‬ ‫أجل‬ ‫من‬ ‫فإنه‬(n=6)‫من‬ ‫أكبر‬ ‫طولها‬ ‫التي‬ ‫السالسل‬ ‫جميع‬ ‫تحقق‬ ‫أن‬ ‫يجب‬
(n)‫أي‬(Z ∈ L were |Z|>=6)‫السالسل‬ ‫هذه‬ ‫إحدى‬ ‫على‬ ‫وكمثال‬ ‫السابق‬ ‫الشروط‬:
■ z = aaabbb
■ u = aaa u.vi.w = aaa b….b bb ∈ L
■ v = b
■ w = bb i times
■‫السالسل‬ ‫كافة‬ ‫أجل‬ ‫من‬ ‫نبرهن‬ ‫لم‬ ‫ألننا‬ ‫برهانا‬ ‫يمثل‬ ‫ال‬ ‫السابق‬ ‫الكالم‬.
■‫القسم‬ ‫كررنا‬ ‫مهما‬ ‫اننا‬ ‫أي‬(v)‫للغة‬ ‫تنتمي‬ ‫الناتجة‬ ‫السلسلة‬ ‫تبقى‬ ‫سوف‬(L2)
402020

Pumping Lemma
■‫الضخ؟‬ ‫توطئة‬ ‫فكرة‬ ‫من‬ ‫نستفيد‬ ‫أن‬ ‫الممكن‬ ‫من‬ ‫كيف‬
–‫انفسنا‬ ‫على‬ ‫نوفر‬ ‫حتى‬ ‫منتظمة‬ ‫غير‬ ‫لغة‬ ‫هي‬ ‫ما‬ ‫لغة‬ ‫أن‬ ‫برهان‬ ‫في‬ ‫منها‬ ‫نستفيد‬
‫الى‬ ‫اللغة‬ ‫هذه‬ ‫تحويل‬ ‫محاولة‬ ‫عملية‬(DFA)
■‫اللغة‬ ‫أن‬ ‫على‬ ‫الضخ‬ ‫توطئة‬ ‫خالل‬ ‫من‬ ‫نبرهن‬ ‫كيف‬(L)‫منتظمة؟‬ ‫ليست‬
–‫السابقة‬ ‫العالقة‬ ‫نفي‬ ‫خالل‬ ‫من‬ ‫ذلك‬ ‫يتم‬:
■ ∀ n >= 0
■ ∃ Z ∈ L |Z|>=n L is not regular
■ ∀ u, v, w : Z = u.v.w , |v|>=1 , |u.w|<=n
■ ∃ i >= 0 u.vi.w ∉ L
412020

Pumping Lemma
■‫التالي‬ ‫بالشكل‬ ‫العالقة‬ ‫هذه‬ ‫وتقرأ‬:‫اللغة‬ ‫تمثل‬(L)‫ما‬ ‫تحقق‬ ‫إذا‬ ‫وفقط‬ ‫إذا‬ ‫منتظمة‬ ‫غير‬ ‫لغة‬
‫يلي‬:
–‫ثابت‬ ‫أي‬ ‫أجل‬ ‫من‬(n>=0)‫يكون‬ ‫بحيث‬ ‫اللغة‬ ‫من‬ ‫األقل‬ ‫على‬ ‫واحدة‬ ‫سلسلة‬ ‫هناك‬
(|z|>=n)‫إلى‬ ‫للتقسيم‬ ‫قابلة‬ ‫السلسلة‬ ‫هذه‬ ‫تكون‬ ‫بحيث‬(3)‫سالسل‬ ‫أي‬ ‫أجزاء‬
(u,v,w)‫بحيث‬(|v|=1 , |u.w|<=n)
–‫ما‬ ‫ثابت‬ ‫هناك‬ ‫يكون‬ ‫أي‬ ‫يجب‬ ‫به‬ ‫التقسيم‬ ‫يتم‬ ‫أسلوب‬ ‫أي‬ ‫أجل‬ ‫ومن‬(i)‫على‬ ‫يحافظ‬ ‫ال‬
‫على‬ ‫نضخ‬ ‫عندما‬ ‫اللغة‬ ‫إلى‬ ‫السلسلة‬ ‫انتماء‬(v)‫أي‬:∃ i >= 0 u.vi.w ∉ L
422020

Pumping Lemma
■‫مثال‬:‫أن‬ ‫على‬ ‫نبرهن‬ ‫كيف‬ ،‫التالية‬ ‫اللغة‬ ‫لدينا‬ ‫كانت‬ ‫اذا‬(L)‫منتظمة‬ ‫غير‬:
■ L2 = { anbn : a,b ∈ σ , n>=0}
■‫يكن‬ ‫مهما‬(n>=0)‫يساوي‬ ‫أو‬ ‫أكبر‬ ‫طولها‬ ‫سلسلة‬ ‫هناك‬ ‫فإن‬(n)‫الشكل‬ ‫لها‬ ‫بحيث‬:
■ aaa……….a bbb ……….b
■‫كانت‬ ‫فإذا‬(v=a+)‫كانت‬ ‫إذا‬ ‫وكذلك‬ ‫الشرط‬ ‫يكسر‬ ‫عليها‬ ‫الضخ‬ ‫فإن‬(v=b+)‫كانت‬ ‫أو‬(v=a+b+)‫هي‬ ‫وهذه‬
‫ل‬ ‫الممكنة‬ ‫الحاالت‬ ‫جميع‬(v)
■‫اخر‬ ‫بمعنى‬ ‫أي‬:‫الت‬ ‫بالحاالت‬ ‫عام‬ ‫بشكل‬ ‫حصرها‬ ‫يمكن‬ ‫السلسلة‬ ‫لهذه‬ ‫الممكنة‬ ‫التقسيمات‬ ‫جميع‬ ‫إن‬‫الية‬:
.1(v)‫تحوي‬(a)‫و‬(b)‫عدد‬ ‫يكن‬ ‫مهما‬(a)‫وعدد‬(b)
.2(v)‫تحوي‬(a)‫العدد‬ ‫يكن‬ ‫مهما‬ ‫فقط‬
.3(v)‫تحوي‬(b)‫العدد‬ ‫يكن‬ ‫مهما‬ ‫فقط‬
■‫على‬ ‫الضخ‬ ‫عند‬ ‫السابقة‬ ‫الثالث‬ ‫الحاالت‬ ‫أج‬ ‫من‬ ‫أنه‬ ‫ونالحظ‬(v)‫وبالتالي‬ ،‫للغة‬ ‫تنتمي‬ ‫ال‬ ‫السلسلة‬ ‫تصبح‬
‫منتظمة‬ ‫غير‬ ‫اللغة‬ ‫تكون‬.
432020

Pumping Lemma
■‫مثال‬2:‫ان‬ ‫حيث‬ ‫منتظمة‬ ‫غير‬ ‫لغة‬ ‫انها‬ ‫برهن‬ ،‫التالية‬ ‫اللغة‬ ‫لدينا‬ ‫كانت‬ ‫اذا‬(XR)‫هي‬
‫السلسلة‬ ‫معكوس‬(X)
■ L2 = { X XR : X ∈ (0+1)+}
■‫مالحظة‬:‫السلسلة‬ ‫معكوس‬(1)‫السلسة‬ ‫قراءة‬ ‫عن‬ ‫الناتجة‬ ‫السلسلة‬ ‫هي‬(1)‫باالتجاه‬
‫العاكس‬
■‫الحل‬:‫يكن‬ ‫مهما‬(n>=0)‫يساوي‬ ‫أو‬ ‫أكبر‬ ‫طولها‬ ‫سلسلة‬ ‫هناك‬ ‫فإن‬(n)‫الشكل‬ ‫ولها‬(X XR)
‫الحاالت‬ ‫تحت‬ ‫تنطوي‬ ‫الممكنة‬ ‫التقسيمات‬ ‫جميع‬ ‫فإن‬ ‫وعليه‬:
.1‫كانت‬ ‫إذا‬(v)‫من‬ ‫جزء‬(X)‫على‬ ‫الضخ‬ ‫فإن‬(v)‫الشرط‬ ‫يكسر‬
.2‫كانت‬ ‫إذا‬(v)‫من‬ ‫جزء‬(XR)‫على‬ ‫الضخ‬ ‫فإن‬(v)‫الشرط‬ ‫يكسر‬
.3‫كانت‬ ‫إذا‬(v)‫من‬ ‫جزء‬(X)‫من‬ ‫وجزء‬(XR)‫على‬ ‫الضخ‬ ‫فإن‬(v)‫الشرط‬ ‫يكسر‬
■‫اللغة‬ ‫وبالتالي‬(L)‫منتظمة‬ ‫غير‬
442020

Pumping Lemma
Proof (‫العالقة‬ ‫)برهان‬
■‫المنتظمة‬ ‫اللغة‬ ‫نقسم‬ ‫أننا‬ ‫هو‬ ‫نفعله‬ ‫ما‬(‫ال‬DFA)‫أقسام‬ ‫ثالثة‬ ‫إلى‬(u, v, w)‫أن‬ ‫أي‬:
–‫الجزء‬(u)‫جزء‬ ‫عن‬ ‫يعبر‬‫األوتومات‬‫الحلقة‬ ‫قبل‬(‫اللفة‬.)
–‫الجزء‬(v)‫الحلقة‬ ‫عن‬ ‫يعبر‬.
–‫الجزء‬(w)‫جزء‬ ‫عن‬ ‫يعبر‬‫األوتومات‬‫الحلقة‬ ‫بعد‬.
■‫الحلقة‬ ‫كررنا‬ ‫مهما‬ ‫أنه‬ ‫نبرهن‬ ‫أن‬ ‫استطعنا‬ ‫فإذا‬(v)‫من‬ ‫ألغيناها‬ ‫أو‬‫األوتومات‬‫أي‬(v0)‫سوف‬
‫تنتمي‬ ‫السلسلة‬ ‫تبقى‬‫لألوتومات‬‫ال‬ ‫ألن‬ ‫وذلك‬ ‫منتظمة‬ ‫لغة‬ ‫هي‬ ‫اللغة‬ ‫هذه‬ ‫تكون‬ ‫فسوف‬‫حلقة‬
‫فيها‬ ‫تؤثر‬ ‫لم‬
–‫يؤثر‬ ‫لن‬ ‫ذلك‬ ‫ألن‬ ‫الحلقة‬ ‫هذه‬ ‫في‬ ‫مرورنا‬ ‫مرات‬ ‫عدد‬ ‫لمعرفة‬ ‫ذاكرة‬ ‫إلى‬ ‫نحتاج‬ ‫لن‬ ‫أننا‬ ‫أي‬
‫مثل‬ ‫انتمائها‬ ‫عدم‬ ‫أو‬ ‫للغة‬ ‫السلسلة‬ ‫انتماء‬ ‫على‬a*b*
■‫منتظمة‬ ‫اللغة‬ ‫هذه‬ ‫تكون‬ ‫فلن‬ ‫اللغة‬ ‫في‬ ‫تؤثر‬ ‫الحلقة‬ ‫كانت‬ ‫إذا‬ ‫أنه‬ ‫نجد‬ ‫وبالعكس‬
–‫مثل‬ ‫ذاكرة‬ ‫الى‬ ‫نحتاج‬ ‫أن‬ ‫الممكن‬ ‫من‬ ‫أننا‬ ‫أي‬anbn
452020

Pumping Lemma
■‫منت‬ ‫لغة‬ ‫ليست‬ ‫ما‬ ‫لغة‬ ‫أن‬ ‫لبرهان‬ ‫حصرا‬ ‫المنتظمة‬ ‫اللغات‬ ‫في‬ ‫الضخ‬ ‫توطئة‬ ‫تستخدم‬،‫ظمة‬
‫منتظمة‬ ‫لغة‬ ‫أن‬ ‫لبرهان‬ ‫استعمالها‬ ‫يمكن‬ ‫وال‬.
462020

CONTEXT FREE
GRAMMARS
‫السياق‬ ‫عديمة‬ ‫اللغات‬(‫السياق‬ ‫خارج‬)
472020

Context Free Grammars
(‫السياق‬ ‫عديمة‬ ‫)اللغات‬
■‫القواعدي‬ ‫النموذج‬ ‫مفهوم‬:
–‫ال‬ ‫مفهوم‬ ‫من‬ ‫تطورا‬ ‫أكثر‬ ‫مفهوم‬ ‫هو‬DFA‫هو‬ ‫اللغات‬ ‫من‬ ‫بسيط‬ ‫نمط‬ ‫عن‬ ‫يعبر‬ ‫الذي‬
‫النمط‬ ‫هذا‬ ‫تعدي‬ ‫يستطيع‬ ‫وال‬ ‫المنتظمة‬ ‫اللغات‬.
–‫ال‬ ‫يعد‬ ‫وبالتالي‬DFA‫قاصرا‬‫تحمل‬ ‫التي‬ ‫اللغات‬ ‫تمثيل‬ ‫عن‬‫ذاكرة‬‫الى‬ ‫نلجأ‬ ‫وبالتالي‬
‫اللغات‬ ‫من‬ ‫النوع‬ ‫هذا‬ ‫لتمثيل‬ ‫القواعدي‬ ‫النموذج‬.
■‫السياق‬ ‫عديمة‬ ‫اللغات‬ ‫اذا‬:
–‫من‬ ‫جديد‬ ‫نوع‬‫االوتومات‬
–‫بذاكرة‬ ‫مزود‬
■‫ذاكرة‬ ‫الى‬ ‫تحتاج‬ ‫لغات‬ ‫تمثيل‬ ‫يستطيع‬
■‫النمط‬ ‫من‬ ‫السالسل‬ ‫مثل‬(anbn)
■‫هذا‬ ‫ان‬ ‫حيث‬‫االوتومات‬‫الرموز‬ ‫اعداد‬ ‫يتذكر‬(a,b)‫عليه‬ ‫مرت‬ ‫التي‬
482020

(‫السياق‬ ‫عديمة‬ ‫)اللغات‬
■ Non Terminal Symbols (V):
–‫السالسل‬ ‫توليد‬ ‫عملية‬ ‫على‬ ‫تساعد‬ ‫التي‬ ‫البسيطة‬ ‫الحروف‬ ‫من‬ ‫مجموعة‬ ‫تمثل‬(‫أي‬
‫المساعدة‬ ‫التوابع‬ ‫من‬ ‫مجموعة‬.)
■ Terminal Symbols (T):
–‫اللغة‬ ‫سالسل‬ ‫منها‬ ‫تتألف‬ ‫التي‬ ‫الحروف‬ ‫من‬ ‫تتكون‬ ‫التي‬ ‫االبجدية‬ ‫تؤلف‬.
■ Production (P):
–‫اللغة‬ ‫توليد‬ ‫قواعد‬ ‫هو‬.
■ Starting Symbol (S):
–‫اللغة‬ ‫توليد‬ ‫عملية‬ ‫في‬ ‫منه‬ ‫تبدأ‬ ‫الذي‬ ‫البدائي‬ ‫الرمز‬.
492020

Example 1
■‫للغة‬ ‫القواعدي‬ ‫النموذج‬ ‫اوجد‬:
– L = { anbn : a,b ∈ σ , n>=0}
■‫الحل‬:
– L = {V , T , S , P} where
■ S → a S b (1)
■ S → a b (2)
– V = {S}
– S = {S}
– T = {a,b}
502020

Example 2
■‫اللغة‬ ‫لدينا‬ ‫ليكن‬L‫بالشكل‬ ‫اللغة‬ ‫هذه‬ ‫تعريف‬ ‫نستطيع‬ ،‫الحسابية‬ ‫للتعابير‬ ‫الممثلة‬
‫التالي‬ ‫القواعدي‬:
– Exp → Exp Op Exp | ( Exp ) | id
– Op → + | - | * | /
■‫الحل‬:
– V = {Exp, Op}
– T = { + , - , / , id , ( , ) }
– S = {Exp}
512020

Left Most Derivation
■ Exp → Exp Op Exp | ( Exp ) | id
■ Op → + | - | * | /
■‫التالية‬ ‫السلسلة‬ ‫نشتق‬ ‫كيف‬:id + id * id
–‫ال‬ ‫نعوض‬(None Terminal Symbol)‫وهكذا‬ ‫أوال‬ ‫اليسار‬ ‫اقصى‬ ‫في‬ ‫الموجود‬..
–‫التالية‬ ‫المراحل‬ ‫عبر‬ ‫ذلك‬ ‫يتم‬:
■ Exp → Exp Op Exp
→ id Op Exp
→ id + Exp
→ id + Exp Op Exp
→ id + id Op Exp
→ id + id * Exp
→ id + id * id
522020

Right Most Derivation
■ Exp → Exp Op Exp | ( Exp ) | id
■ Op → + | - | * | /
■‫على‬ ‫مبدؤها‬ ‫ينطوي‬ ‫االشتقاق‬ ‫في‬ ‫أخرى‬ ‫خوارزمية‬ ‫هنالك‬:
■‫ال‬ ‫تعويض‬(None Terminal Symbol)‫وهكذا‬ ‫أوال‬ ‫اليمين‬ ‫اقصى‬ ‫في‬ ‫الموجود‬...
■ Exp → Exp Op Exp
→ Exp Op id
→ Exp * id
→ Exp Op Exp * id
→ Exp Op id * id
→ Exp + id * id
→ id + id * id
532020

Ambiguity
■‫هي‬ ‫السابق‬ ‫المثال‬ ‫في‬ ‫اللغة‬ ‫ان‬ ‫على‬ ‫نالحظ‬‫غامضة‬ ‫لغة‬
–‫نفس‬ ‫الشتقاق‬ ‫طريقتين‬ ‫هنالك‬ ‫االشتقاق‬ ‫خوارزمية‬ ‫نفس‬ ‫أجل‬ ‫من‬ ‫ألنه‬ ‫وذلك‬
‫قابلية‬ ‫مع‬ ‫يتناسب‬ ‫ال‬ ‫الغموض‬ ‫وهذا‬ ‫السلسلة‬‫االوتومات‬‫البرمجي‬ ‫لإلسقاط‬.
542020

Parse Tree Example
(number – number ) * number
exp  exp op exp
 exp op number
 exp * number
 ( exp ) * number
 ( exp op exp ) * number
 ( exp op number ) * number
 ( exp – number ) * number
 (number – number ) * number
552020

Abstract Syntax Trees
■ A parse tree contains much more information than is necessary for a compiler to
produce executable code.
■ Syntax trees contain just the information needed for translation.
562020

Abstract Syntax Trees
Example
■ Show the Parse and Syntax Trees of the derivation of the string 3 + 4 using the
grammar.
exp → exp op exp | ( exp ) | number
op → + | - | * | /
Parse Tree Syntax Tree 572020

Ambiguity Example
■ Example 1 The Grammar
– exp → exp op exp | ( exp ) | number
– op → + | - | * | /
■ and the string: 34 – 3 * 42
582020

Ambiguity Example
■ exp  exp op exp
 exp op exp op exp
 number op exp op exp
 number - exp op exp
 number - number op exp
 number - number * exp
 number - number * number
■ The expression evaluates to (34-3)*42 = 1302 !
59
Parse Tree
Abstract Syntax Tree
2020

Ambiguity Example
■ exp  exp op exp
 number op exp
 number - exp
 number - exp op exp
 number - number op exp
 number - number * exp
 number - number * number
■ The expression evaluates to 34-(3*42) = - 92
60
Parse Tree
Abstract Syntax Tree
2020

Dealing with ambiguity
■ Disambiguating rules : state a rule that specifies in each ambiguous case which of
the parse trees (or syntax trees) is the correct one.
– Advantage: it corrects the ambiguity without changing the grammar.
– Disadvantage: syntax is no longer given by the grammar alone.
■ Changing the grammar into a form that forces the construction of the correct parse
tree.
612020

Left-Recursion Removal
A → A α | β β does not begin with A
A → β is the base case
A → A α is the recursive case
A → β A'
A' → α A' | ε
exp → term exp'
exp' → addop term exp' | ε
To remove the recursion we re-write the rule :
Example
exp → exp addop term | term
622020

COMPILER
‫المترجم‬
632020

Compiler Definition
■‫المترجم‬ ‫تعريف‬:
–‫المترجم‬ ‫ندعوها‬ ،‫البرمجة‬ ‫عملية‬ ‫في‬ ‫جدا‬ ‫ضرورية‬ ‫أداة‬ ‫المبرمج‬ ‫يستخدم‬.
–‫الم‬ ‫عالية‬ ‫برمجية‬ ‫بلغة‬ ‫نكتبه‬ ‫الذي‬ ‫البرمجي‬ ‫النص‬ ‫يترجم‬ ‫حاسوبي‬ ‫برنامج‬ ‫هو‬‫ستوى‬
(C, Pascal, C++, C#, Java, …)‫قبل‬ ‫من‬ ‫للتنفيذ‬ ‫قابلة‬ ‫تعليمات‬ ‫مجموعة‬ ‫الى‬
‫الحاسوب‬.
–‫كانت‬ ‫سواء‬ ‫المستوى‬ ‫منخفضة‬ ‫بلغة‬ ‫مكتوبة‬ ‫التنفيذية‬ ‫التعليمات‬ ‫هذه‬ ‫تكون‬‫ثنائية‬ ‫لغة‬
‫و‬ ‫اصفار‬ ‫من‬ ‫مؤلفة‬‫واحدات‬‫تجميع‬ ‫لغة‬ ‫او‬(Assembly.)
–‫المستو‬ ‫عالية‬ ‫أخرى‬ ‫لغة‬ ‫الى‬ ‫المستوى‬ ‫عالية‬ ‫لغة‬ ‫من‬ ‫مترجمات‬ ‫بناء‬ ‫أيضا‬ ‫يمكن‬‫ى‬.
(‫البرمجية‬ ‫البيئة‬ ‫تغيير‬)
■‫المصدري‬ ‫البرنامج‬ ‫تعريف‬(Source Program:)
–‫حاسوبي‬ ‫برنامج‬ ‫تؤلف‬ ‫التي‬ ‫البرمجية‬ ‫النصوص‬ ‫مجموعة‬.
642020

Compiler Definition
■‫واحد‬ ‫بأن‬ ‫اثنين‬ ‫بعنصرين‬ ‫تتعلق‬ ‫المترجم‬ ‫بناء‬ ‫عملية‬ ‫إن‬:
–‫المبرمج‬ ‫يستخدمها‬ ‫الذي‬ ‫المستوى‬ ‫عالية‬ ‫المصدرية‬ ‫البرمجة‬ ‫لغة‬.
–‫عليه‬ ‫البرنامج‬ ‫تشغيل‬ ‫سيجري‬ ‫الذي‬ ‫التشغيل‬ ‫نظام‬.
■‫مثال‬:
–‫لغة‬ ‫مترجم‬ ‫يختلف‬C++‫نظام‬ ‫على‬ ‫يعمل‬ ‫الذي‬windows‫لغة‬ ‫مترجم‬ ‫عن‬C++‫الذي‬
‫نظام‬ ‫على‬ ‫يعمل‬Linux‫ف‬ ‫مختلفة‬ ‫تنفيذية‬ ‫تشغيل‬ ‫تعليمات‬ ‫توليد‬ ‫لضرورة‬ ‫نظرا‬ ،‫ي‬
‫اللغة‬ ‫نفس‬ ‫عن‬ ‫نتكلم‬ ‫اننا‬ ‫من‬ ‫بالرغم‬ ،‫الحالتين‬ ‫هاتين‬.
–‫لغة‬ ‫مترجم‬ ‫يختلف‬C++‫لغة‬ ‫مترجم‬ ‫عن‬Pascal‫يعمالن‬ ‫المترجمان‬ ‫كان‬ ‫ولو‬ ‫حتى‬
‫نظام‬ ‫على‬Windows‫مختلفتين‬ ‫برمجيتين‬ ‫لغتين‬ ‫نترجم‬ ‫اننا‬ ‫نظرا‬ ،.
652020

Compiler Structure
■‫أساسيتين‬ ‫مرحلتين‬ ‫من‬ ‫الترجمة‬ ‫عملية‬ ‫تتألف‬:
.1‫التحليل‬ ‫مرحلة‬(Analysis Phase:)
■‫ودالالتها‬ ‫صحتها‬ ‫من‬ ‫والتأكد‬ ‫وجمل‬ ‫كلمات‬ ‫الى‬ ‫البرمجي‬ ‫النص‬ ‫تقسيم‬ ‫فيها‬ ‫يجري‬.
.2‫التركيب‬ ‫مرحلة‬(Synthesis Phase:)
■‫أخرى‬ ‫بلغة‬ ‫ولكن‬ ‫المصدري‬ ‫النص‬ ‫داللة‬ ‫بنفس‬ ‫جديد‬ ‫برمجي‬ ‫نص‬ ‫تركيب‬ ‫فيها‬ ‫يجري‬
‫التشغيل‬ ‫نظام‬ ‫يفهمها‬.
672020

Compiler Structure
Analysis Phase (‫التحليل‬ ‫)مرحلة‬
682020

Natural Language Translation
69
The hungry teacher is eating a banana and reading a book
The hungry teacher is eating a book and reading a banana
The hungry teacher are eat a book and reading an banana
Teh mungry teamher are eak a mook and seading an banban
Check for and correct LEXICAL
(spelling) errors
Check for and correct SYNTACTIC
(grammar) errors
Check for and correct SEMANTIC
(meaning) errors
TRANSLATE
‫يأكل‬ ‫الجائع‬ ‫األستاذ‬‫موزة‬‫كتاب‬ ‫ويقرأ‬
2020

Compiler Structure
■‫خطوات‬ ‫ثالث‬ ‫تحوي‬ ‫التحليل‬ ‫مرحلة‬:
.1‫او‬ ‫اللفظي‬ ‫التحليل‬‫المفرداتي‬:
■‫ال‬ ‫ام‬ ‫البرمجة‬ ‫لغة‬ ‫في‬ ‫موجودة‬ ‫الكلمة‬ ‫كانت‬ ‫ما‬ ‫اذا‬ ‫معرفة‬ ‫أي‬.
.2‫القواعدي‬ ‫التحليل‬:
■‫ال‬ ‫على‬ ‫التعرف‬ ‫أي‬syntax‫المحكية‬ ‫اللغات‬ ‫في‬ ‫كما‬ ‫اللغة‬ ‫كتابة‬ ‫قواعد‬ ‫أي‬ ،.
■‫مثال‬:
–‫يأتي‬ ‫ان‬ ‫يجب‬ ‫العربية‬ ‫اللغة‬ ‫في‬(‫فعل‬–‫فاعل‬–‫به‬ ‫مفعول‬.)
–‫البرمجة‬ ‫لغات‬ ‫في‬:if ( statement )
.3‫الداللي‬ ‫التحليل‬:
■‫دالليا‬ ‫ليس‬ ‫لكن‬ ‫و‬ ‫قواعديا‬ ‫صحيحة‬ ‫تكون‬ ‫ان‬ ‫الممكن‬ ‫من‬ ‫الجملة‬ ‫ان‬ ‫اي‬.
■‫مثال‬:
–‫التفاحة‬ ‫الولد‬ ‫اكل‬.
–‫المقعد‬ ‫الولد‬ ‫اكل‬.
702020

Compiler Structure
■‫خطوات‬ ‫ثالث‬ ‫تحوي‬ ‫التحليل‬ ‫مرحلة‬:
.1‫المعجمي‬ ‫التحليل‬ ‫مرحلة‬(Lexical Analysis - Scanner:)
■‫الدخل‬ ‫يقرأ‬ ‫أن‬ ‫مهمته‬input‫الى‬ ‫ويحلله‬tokens‫من‬ ‫محدد‬ ‫جزء‬ ‫تمثل‬ ‫الكلمات‬ ‫هذه‬ ‫من‬ ‫وكل‬
‫اللغة‬ ‫في‬ ‫الثابتة‬ ‫الكلمات‬ ‫من‬ ‫ام‬ ‫متغير‬ ‫أكان‬ ‫سواء‬ ‫اللغة‬(reserved word)‫بمسح‬ ً‫ايضا‬ ‫ويقوم‬
‫الـ‬ ‫وحفظ‬ ‫المسافات‬tokens‫الرموز‬ ‫جدول‬ ‫في‬(symboltable.)
.2‫الجملة‬ ‫بناء‬ ‫مرحلة‬(Syntax Analysis - Parser:)
■‫الـ‬ ‫يأخذ‬ ‫ان‬ ‫مهمته‬tokens‫مرحلة‬ ‫عن‬ ‫الناتجة‬(Lexical Analysis)‫برمجية‬ ‫جمل‬ ‫في‬ ‫ويكونها‬
‫اللغة‬ ‫قواعد‬ ‫أساس‬ ‫على‬ ‫صحتها‬ ‫ويختبر‬.
■‫يدعى‬ ‫داللي‬ ‫هيكل‬ ‫عنها‬ ‫ينتج‬ ‫المرحلة‬ ‫هذه‬(semantic structure)‫البرمجية‬ ‫الجمل‬ ‫وتكون‬
‫ب‬ ‫يسمى‬ ‫شجري‬ ‫شكل‬ ‫على‬(parser tree.)
.3‫الداللي‬ ‫التحليل‬ ‫مرحلة‬(Semantic Analysis – Intermediate Code Generator:)
■‫لن‬ ‫القيمة‬ ‫اسناد‬ ‫صحة‬ ‫مثل‬ ،‫بالمنطق‬ ‫المتعلقة‬ ‫األخطاء‬ ‫من‬ ‫التحقق‬ ‫يتم‬ ‫المرحلة‬ ‫هذه‬ ‫في‬‫وع‬
‫وغيرها‬ ‫المتغير‬.
712020

Compiler Structure
Synthesis Phase (‫التركيب‬ ‫)مرحلة‬
■‫المتوسطة‬ ‫اللغة‬ ‫تحويل‬ ‫يتم‬ ‫المرحلة‬ ‫هذه‬ ‫في‬(Intermediate Language)‫تفهمها‬ ‫لغة‬ ‫الى‬
‫اآللة‬(Machine Language)‫التالي‬ ‫النحو‬ ‫على‬ ‫ذلك‬ ‫ويتم‬:
.1‫األكواد‬ ‫تحسين‬ ‫مرحلة‬(Code Optimization:)
■‫بأن‬ ‫والتأكد‬ ‫البرنامج‬ ‫وتطوير‬ ‫التكرار‬ ‫وابعاد‬ ‫الكود‬ ‫تحسين‬ ‫مسألة‬ ‫تتولى‬ ‫الخطوة‬ ‫هذه‬‫يكون‬
‫آخر‬ ‫مترجم‬ ‫عن‬ ‫مترجم‬ ‫تميز‬ ‫التي‬ ‫هي‬ ‫الخطوة‬ ‫هذه‬ ‫و‬ ‫حاالته‬ ‫أحسن‬ ‫في‬ ‫البرنامج‬.
.2‫األكواد‬ ‫د‬ّ‫مول‬ ‫مرحلة‬(Code Generation:)
■‫اآللة‬ ‫تفهمه‬ ‫شكل‬ ‫الى‬ ‫نهائي‬ ‫بشكل‬ ‫الكود‬ ‫تحويل‬ ‫يتم‬ ‫هنا‬.
722020

Compiler Structure
(‫موازية‬ ‫)مراحل‬
■‫الرموز‬ ‫جدول‬ ‫إدارة‬(Symbol Table)
–‫المترجمات‬ ‫في‬ ‫المستخدمة‬ ‫المعطيات‬ ‫بنى‬ ‫اهم‬ ‫احد‬ ‫الرموز‬ ‫جدول‬ ‫يشكل‬.
–‫انماطها‬ ‫مع‬ ‫المصدري‬ ‫البرمجي‬ ‫النص‬ ‫ضمن‬ ‫المعرفة‬ ‫المتحوالت‬ ‫تخزين‬ ‫فيه‬ ‫يتم‬.
–‫المتحول‬ ‫مدى‬ ‫او‬ ‫رؤية‬ ‫مجال‬ ‫تحديد‬ ‫في‬ ‫يستخدم‬.
■‫األخطاء‬ ‫إدارة‬(Error Handling)
–‫النص‬ ‫كتابة‬ ‫اثناء‬ ‫المبرمج‬ ‫ارتكبها‬ ‫أخطاء‬ ‫والتركيب‬ ‫التحليل‬ ‫عمليات‬ ‫عن‬ ‫تنتج‬‫البرمجي‬.
■‫داللية‬ ‫أخطاء‬ ،‫الجمل‬ ‫بناء‬ ‫في‬ ‫أخطاء‬ ،‫الكلمات‬ ‫كتابة‬ ‫في‬ ‫أخطاء‬...
–‫الهدف‬ ‫يبقى‬ ‫لكن‬ ‫مختلف‬ ‫بشكل‬ ‫األخطاء‬ ‫أنواع‬ ‫من‬ ‫نوع‬ ‫كل‬ ‫مع‬ ‫التعامل‬ ‫يجري‬
‫االخطاء‬ ‫وجود‬ ‫الى‬ ‫إشارة‬ ‫المبرمج‬ ‫إعطاء‬ ‫هو‬ ‫األخطاء‬ ‫لمعالجة‬.‫الخطأ‬ ‫سبب‬ ‫وتوضيح‬
(‫اإلمكان‬ ‫قدر‬.)
742020

Interpreter
(‫)المفسر‬
■‫خطوة‬ ‫خطوة‬ ‫ينفذه‬ ‫ولكن‬ ‫البرنامج‬ ‫يحول‬ ‫ال‬.
752020

Compiler V.S. Interpreter
■ The machine language target program produced by a compiler is usually much
faster than an interpreter at mapping inputs to outputs.
■ An interpreter, however, can usually give better error diagnostics than a compiler,
because it executes the source program statement by statement.
762020

Compiler Kinds
■‫معنى‬ ‫ما‬multi-pass compiler‫و‬one pass compiler‫؟‬
–One pass compiler:
■‫التحليل‬ ‫عمل‬ ‫يتم‬‫المفرداتي‬‫والتحلي‬ ‫التجميع‬ ‫فيها‬ ‫يتم‬ ‫التي‬ ‫اللحظة‬ ‫نفس‬ ‫في‬‫ل‬
‫األعل‬ ‫من‬ ‫هذه‬ ‫المسح‬ ‫عملية‬ ‫ثم‬ ‫الداللي‬ ‫التحليل‬ ‫الى‬ ‫مباشرة‬ ‫االنتقال‬ ‫ثم‬ ‫القواعدي‬‫ى‬
‫لالسفل‬.
■‫و‬ ‫بقراءة‬ ‫يعني‬ ‫والداللي‬ ‫والقواعدي‬ ‫اللفظي‬ ‫التحليل‬ ‫على‬ ‫المرور‬ ‫يعني‬ ‫الوحيد‬ ‫المرور‬‫حدة‬.
–Multi pass compiler:
■‫اكتر‬ ‫وقت‬ ‫وتتطلب‬ ‫مرة‬ ‫من‬ ‫اكتر‬ ‫البرنامج‬ ‫مسح‬ ‫يتم‬.
772020

Backtracking
Example
■‫التالية‬ ‫القواعد‬ ‫لدينا‬ ‫لتكن‬.‫يعبر‬ ‫حيث‬S‫البداية‬ ‫رمز‬ ‫عن‬.‫وحيث‬A‫تحليل‬ ‫ونريد‬ ‫وسيط‬ ‫رمز‬
‫الكلمة‬w=acb
■ S → aAb
■ A → d | c
■‫وهوة‬ ‫الشجرة‬ ‫جذر‬ ‫من‬ ‫لنبدأ‬S.‫الكلمة‬ ‫قراءة‬ ‫فتؤدي‬a‫الشجرة‬ ‫بناء‬ ‫عملية‬ ‫في‬ ‫التقدم‬ ‫الى‬
‫على‬ ‫لنحصل‬
782020

Backtracking
Example
■‫قراءة‬ ‫عند‬ ‫ولكن‬c‫الثاني‬ ‫او‬ ‫األولى‬ ‫القاعدة‬ ‫أخذ‬ ‫علينا‬ ‫كان‬ ‫إذا‬ ‫فيما‬ ‫تحديد‬ ‫نستطيع‬ ‫لن‬‫ة‬.
■‫وهي‬ ‫التالية‬ ‫الكلمة‬ ‫فراءة‬ ‫علينا‬ ‫يتوجب‬ ‫االمر‬ ‫ولتحديد‬(b)
■‫ونتابع‬ ‫األولى‬ ‫القاعدة‬ ‫نجرب‬ ‫بحيث‬ ‫الخلف‬ ‫الى‬ ‫الرجوع‬ ‫إمكانية‬ ‫وإعطاء‬.
■‫الق‬ ‫مع‬ ‫الجزء‬ ‫هذا‬ ‫بناء‬ ‫ونعيد‬ ‫الخلف‬ ‫الى‬ ‫نعود‬ ‫الصحيح‬ ‫بالشكل‬ ‫االمر‬ ‫يجر‬ ‫لم‬ ‫حال‬ ‫وفي‬‫اعدة‬
‫الثانية‬.
■‫التحليل‬ ‫عملية‬ ‫كلفة‬ ‫ارتفاع‬ ‫الى‬ ‫الخلف‬ ‫الى‬ ‫العودة‬ ‫تؤدي‬(backtracking)
792020

Backtracking
Example
■‫بم‬ ‫السابقة‬ ‫المشكلة‬ ‫لحل‬ ‫نحتاجها‬ ‫التي‬ ‫النازل‬ ‫التحليل‬ ‫منهجية‬ ‫نلخص‬ ‫ان‬ ‫يمكننا‬‫يلي‬ ‫ا‬:
–‫لنا‬ ‫يحدد‬ ‫جدول‬ ‫الى‬ ‫نحتاج‬.‫ما‬ ‫كلمة‬ ‫بقراءة‬ ‫قمنا‬ ‫حال‬ ‫في‬.‫مرحلة‬ ‫في‬ ‫كنا‬ ‫حال‬ ‫وفي‬
‫وسيط‬ ‫برمز‬ ‫ممثلة‬ ‫للشجرة‬ ‫معينة‬ ‫عقدة‬ ‫عند‬ ‫معينة‬ ‫اشتقاق‬.‫الخ‬ ‫القاعدة‬ ‫هي‬ ‫ما‬‫اصة‬
‫الشجرة‬ ‫بناء‬ ‫لمتابعة‬ ‫اختيارها‬ ‫يجب‬ ‫التي‬ ‫الرمز‬ ‫بهذا‬.
802020

First Sets
(‫األولى‬ ‫الرموز‬ ‫)مجموعة‬
■ The First Set of a nonterminal A is the set of terminals that may appear as the first
symbols in a string derived from A.
A → BCD
B → b | ε
C → cd | ε
D → e | ε
First (A) = { b , c , e , ε }
First (B) = { b, ε }
First (C) = { c , ε }
First (D) = { e , ε }
A  b
A  bcd
A  bcde
A  be
A  cd
A  cde
A  e
A  ε
812020

First Sets
(‫األولى‬ ‫الرموز‬ ‫)مجموعة‬
■ The First Set of a nonterminal A is the set of terminals that may appear as the first
symbols in a string derived from A.
Let X be a grammar symbol (a terminal or nonterminal) or ε. Then the set First (X)
consisting of terminals, and possibly ε, is defined as follows:
1. If X is a terminal or ε, then First (X) = {X}
2. If X is a nonterminal, then
1. for each production choice X → X1 X2 … Xn , First (X) contains First (X1) – {ε}.
2. and if for some i < n, all the sets First (X1), …, First (Xi) contain ε, then First (X)
contains First (Xi+1) – {ε}.
3. and if all the sets First (X1), …, First (Xn) contain ε, then First (X) also contains ε.
822020

First Sets
Example 1
Grammar Rule Pass 1 Pass 2 Pass 3
exp → exp addop term
exp → term
First (exp) = { (
, number}
addop → + First (addop) = {+}
addop → - First (adop) = {+,-}
term → term mulop
factor
term → factor
First (trem) = { ( ,
number}
mulop → * First (mulop) = {*}
factor → ( exp ) First (factor) = { ( }
factor → number
First (factor) = { ( ,
number}
exp → exp addop term| term
addop → + | -
term → term mulop factor| factor
mulop → *
factor → ( exp ) | number
832020

First Sets
Example 2
Grammar Rule Pass 1 Pass 2
statement → if-stmt
First (statement) =
{if , other}
statement → other
First (statement) =
{other}
if-stmt → if ( exp )
statement else-part
First (if-stmt) = {if}
else-part → else
statement
First (else-part) =
{else}
else-part → ε
First (else-part) =
{else, ε}
exp → 0 First (exp) = {0}
exp → 1 First (exp) = {0,1}
statement → if-stmt | other
If-stmt → if ( exp ) statement else-part
else-part → else statement | ε
exp → 0 | 1
842020

First Sets
More Examples
85
E → TE’
E’ → +TE’ | ε
T → FT’
T’ → *FT’ | ε
F → (E) | id
S → ABC
A → aA | ε
B → bB | cB | ε
C → de | da | dA
2020

First Sets
More Examples
86
E → TE’
E’ → +TE’ | ε
T → FT’
T’ → *FT’ | ε
F → (E) | id
First (E) = { ( , id }
First (E’) = { * , ε }
First (T) = { ( , id }
First (T’) = { * , ε }
First (F) = { ( , id }
S → ABC
A → aA | ε
B → bB | cB | ε
C → de | da | dA
First (S) = { a , b , c , d }
First (A) = { a , ε }
First (B) = { b , c , ε }
First (C) = { d }
2020

Follow Sets
(‫الالحقة‬ ‫الرموز‬ ‫)مجموعة‬
■ The Follow Set of a nonterminal A is the set of terminals that may appear after A in a
string derived from the start symbol.
A → BCD
B → b | ε
C → cd | ε
D → e | ε
Follow (A) = $
Follow (B) = First (CD) – {ε} + Follow (A) = {c, e, ε} – {ε} + {$} = {c, e, $}
Follow (C) = First (D) – {ε} + Follow (A) = {$, e}
Follow (D) = Follow (A) = {$}
872020

Follow Sets
(‫الالحقة‬ ‫الرموز‬ ‫)مجموعة‬
■ The Follow Set of a nonterminal A is the set of terminals that may appear after A in a
string derived from the start symbol.
Given a nonterminal A, the set Follow(A), consisting of terminals, and possibly $, is
defined as follows:
1. If A is the start symbol, then $ is in Follow(A)
2. If there is a production B → α A γ, then First (γ) – {ε} is in Follow (A).
3. If there is a production B → α A γ such that ε is in First (γ), then Follow (A) contains
Follow (B).
882020

Follow Sets
Example
Grammar Rule Pass 1 Pass 2
exp → exp addop term Follow (exp) = {$, + , -}
Follow (addop) = { ( , number}
Follow (term) = {$, + , -}
Follow (term) = { $, + , - , *, ) }
exp → term
term → term mulop factor Follow (term) = {$,+,-, *}
Follow (mulop) = { ( , number}
Follow (factor) = {$, +, -, *}
Follow (factor) = { $, + , - , *, ) }
term → factor
factor → ( exp ) Follow (exp) = { $, + , - , ) }
exp → exp addop term| term
addop → + | -
term → term mulop factor| factor
mulop → *
factor → ( exp ) | number
First (exp) = { ( , number}
First (term) = { ( , number}
First (factor) = { ( , number}
First (adop) = {+,-}
First (mulop) = {*}
892020

Follow Sets
More Example
91
E → TE’
E’ → +TE’ | ε
T → FT’
T’ → *FT’ | ε
F → (E) | id
First (E) = { ( , id }
First (E’) = { + , ε }
First (T) = { ( , id }
First (T’) = { * , ε }
First (F) = { ( , id }
Follow (E) = { ) , $ }
Follow (E’) = { ) , $ }
Follow (T) = { + , ) , $ }
Follow (T’) = { + , ) , $ }
Follow (F) = { * , + , ) , $ }
First (S) = { a , c }
First (A) = { a , ε }
First (B) = { b }
Follow (S) = { b , a , e , $ }
Follow (A) = { e , d , $ }
Follow (B) = { e , d , $ }
S → aSb | cd | SAe
A → aAdB | ε
B → bb
2020

Types of Parsing
■ Syntax analyzers follow production rules defined by means of context-free grammar.
■ The way the production rules are implemented (derivation) divides parsing into two
types:
– Top-down parsing
– Bottom-up parsing
922020

Types of Parsing
■ Top-down Parsing:
– When the parser starts constructing the parse tree from the start symbol and
then tries to transform the start symbol to the input, it is called top-down
parsing.
■ Bottom-up Parsing:
– As the name suggests, bottom-up parsing starts with the input symbols and
tries to construct the parse tree up to the start symbol.
932020

Types of Parsing
Example
■ Input string: a + b * c
■ Production rules:
– S → E
– E → E + T
– E → E * T
– E → T
– T → id
942020

Types of Parsing
Example
■ Let us start bottom-up parsing: a + b * c
■ Read the input and check if any production matches with the input:
– a + b * c
– T + b * c
– E + b * c
– E + T * c
– E * c
– E * T
– E
– S
952020

LL(1)
Simple Predictive Parser
■ Top-down, predictive parsing:
– L: Left-to-right scan of the tokens
– L: Leftmost derivation
– (1): One token of lookahead
■ Construct a leftmost derivation for the sequence of tokens.
■ When expanding a nonterminal, we predict the production to use by looking at the
next token of the input. The decision is forced.
962020

LL(1) Parse Tables
E → int
E →(E OpE)
Op → +
Op → *
int ( ) + *
E int (E Op E)
Op + *
972020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
(int + (int * int))LL(1) Parsing
982020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
E (int + (int * int))LL(1) Parsing
992020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
E (int + (int * int))
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
1002020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
E$ (int + (int * int))$
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
1012020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
102
T he $ symbol is t he end - of - input
marker and is used by the parser
t o detect when we have reached
the end o f the input. I t is not
a part o f the grammar.
2020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
1032020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
104
The f ir st symbol of our guess is a
nonterminal. We then look at our
parsing table t o see what
production t o use.
This is called a predict step.
2020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
1052020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
(E Op E)$ (int + (int * int))$
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
1062020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
107
The f ir st symbol of our guess is
now a terminal symbol. We thus
match i t against the f i r s t symbol
o f the string t o parse.
This is called a match step.
2020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
E Op E)$ int + (int * int))$
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
1082020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
1092020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
int Op E)$ int + (int * int))$
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
1102020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
Op E)$ + (int * int))$
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
1112020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
1122020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
+ E)$ + (int * int))$
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
1132020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
+ E)$ + (int * int))$
E)$ (int * int))$
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
1142020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
+ E)$ + (int * int))$
E)$ (int * int))$
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
1152020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
+ E)$ + (int * int))$
E)$ (int * int))$
(E Op E))$ (int * int))$
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
1162020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
+ E)$ + (int * int))$
E)$ (int * int))$
E Op E))$ int * int))$int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
1172020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
+ E)$ + (int * int))$
E)$ (int * int))$
E Op E))$ int * int))$int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
1182020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
int * int))$
+ E)$ + (int * int))$
E)$ (int * int))$
E Op E))$ int * int))$
int Op E))$ int * int))$
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
1192020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
int * int))$
+ E)$ + (int * int))$
E)$ (int * int))$
Op E))$ * int))$
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
1202020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
int * int))$
+ E)$ + (int * int))$
E)$ (int * int))$
Op E))$ * int))$
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
1212020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
int * int))$
+ E)$ + (int * int))$
E)$ (int * int))$
Op E))$ * int))$
* E))$ * int))$
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
1222020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
int * int))$
+ E)$ + (int * int))$
E)$ (int * int))$
Op E))$ * int))$
* E))$ * int))$
E))$ int))$
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
1232020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
int * int))$
+ E)$ + (int * int))$
E)$ (int * int))$
Op E))$ * int))$
* E))$ * int))$
E))$ int))$
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
1242020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
int * int))$
+ E)$ + (int * int))$
E)$ (int * int))$
Op E))$ * int))$
* E))$ * int))$
E))$ int))$
int))$ int))$
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
1252020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
int * int))$
+ E)$ + (int * int))$
E)$ (int * int))$
Op E))$ * int))$
* E))$ * int))$
E))$ int))$
int))$ int))$
))$ ))$
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
1262020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
int * int))$
+ E)$ + (int * int))$
E)$ (int * int))$
Op E))$ * int))$
* E))$ * int))$
E))$ int))$
int))$ int))$
))$ ))$
)$ )$
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
1272020

(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
int * int))$
+ E)$ + (int * int))$
E)$ (int * int))$
Op E))$ * int))$
* E))$ * int))$
E))$ int))$
int))$ int))$
))$ ))$
)$ )$
$ $
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
LL(1) Parsing
1282020

int + int$
LL(1) Error Detection
(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
1292020

int + int$E$
(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
1302020

int + int$E$
(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
1312020

E$ int + int$
int $ int + int$
(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
1322020

E$ int + int$
int $ int + int$
$ + int$
(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
1332020

E$ int + int$
int $ int + int$
$ + int$
(1) E → int
(2) E → (E OpE)
(3) Op → +
(4) Op → *
int ( ) + *
E 1 2
Op 3 4
1342020

CONSTRUCTING LL(1)
PARSE TABLES
Try this link:
http://andrewduncan.net/parsing/index.html
1352020

Constructing LL(1) Parse Tables
Example 1
136
E → TE’
E’ → +TE’ | ε
T → FT’
T’ → *FT’ | ε
F → (E) | id
First (E) = { ( , id }
First (E’) = { + , ε }
First (T) = { ( , id }
First (T’) = { * , ε }
First (F) = { ( , id }
Follow (E) = { ) , $ }
Follow (E’) = { ) , $ }
Follow (T) = { + , ) , $ }
Follow (T’) = { + , ) , $ }
Follow (F) = { * , + , ) , $ }
First (TE’) = { ( , id }
First (+TE’ ) = { + }
First (ε) = { ε }
First (FT’) = { ( , id }
First (*FT’) = { * }
First (ε) = { ε }
First ((E)) = { ( }
First (id) = { id }
2020

Example 1
137
E → TE’ FIRST(TE’)={(,id} ➔ E → TE’ into M[E,(] and M[E,id]
E’ → +TE’ FIRST(+TE’ )={+} ➔ E’ → +TE’ into M[E’,+]
E’ →  FIRST()={} ➔ none
but since  in FIRST()
and FOLLOW(E’)={$,)} ➔ E’ →  into M[E’,$] and M[E’,)]
T → FT’ FIRST(FT’)={(,id} ➔ T → FT’ into M[T,(] and M[T,id]
T’ → *FT’ FIRST(*FT’ )={*} ➔ T’ → *FT’ into M[T’,*]
T’ →  FIRST()={} ➔ none
but since  in FIRST()
and FOLLOW(T’)={$,),+} ➔ T’ →  into M[T’,$], M[T’,)] and M[T’,+]
F → (E) FIRST((E) )={(} ➔ F → (E) into M[F,(]
F → id FIRST(id)={id} ➔ F → id into M[F,id]
2020

Example 1
138
id + * ( ) $
E E → TE’ E → TE’
E’ E’ → +TE’ E’ →  E’ → 
T T → FT’ T → FT’
T’ T’ →  T’ → *FT’ T’ →  T’ → 
F F → id F → (E)
2020

■ Rules for adding production choices to the table :
– If A → α is a production choice, and there is a derivation α ➔* aβ, then add A
→ α to the table entry M[A, a].
– If A → α is a production choice, and there are derivations α ➔* ε and S$ ➔* β
A a γ, then add A → α to the table entry M[A, a].
■ Clearly, the token a in rule 1 is in First (α), and the token a in rule 2 is in Follow (A)
139
Repeat the following two steps for each nonterminal A and production choice A→ α
1. For each token a in First (α), add A → α to the entry M[A,a]
2. if ε is in First (α), for each element a of Follow A (a token or $), add A → α to M[A,a]
2020

Example 2
140
S → (S) S
S → ε
First ( (S)S ) = { ( }
First (ε) = {ε}
Follow (S) = { $ , ) }
M [N, T] ( ) $
S S → ( S ) S S → ε S → ε
A = S , α = (S) S
A = S , α = ε
2020

Example 3
141
S → A S b
S → C
A → a
C → c C
C → 
a b c $
S S → A S b S → C S → C S → C
A A → a
C C →  C → c C C → 
2020

Question 1
■‫الصحيحة‬ ‫العبارة‬ ‫حدد‬:
.A‫المفسر‬(interpreter)‫للمترجم‬ ‫اخر‬ ‫اسم‬ ‫هو‬(compiler)‫في‬ ‫فقط‬ ‫واالختالف‬
‫المستخدم‬ ‫المصطلح‬.
.B‫البرمج‬ ‫الكود‬ ‫من‬ ‫التحقق‬ ‫عملية‬ ‫فيها‬ ‫تتم‬ ‫التي‬ ‫المترجمات‬ ‫من‬ ‫نمط‬ ‫هو‬ ‫المفسر‬‫ي‬
‫سطرا‬ ‫للعمليات‬ ‫وتنفيذ‬‫سطرا‬.
.C‫األمثلة‬ ‫مرحلة‬ ‫بدون‬ ‫مترجم‬ ‫هو‬ ‫المفسر‬(Optimization Phase)‫البرمجي‬ ‫للكود‬.
.D‫نهائيا‬ ‫بالمترجمات‬ ‫للمفسرات‬ ‫عالقة‬ ‫ال‬.
1432020

Question 1
■‫الصحيحة‬ ‫العبارة‬ ‫حدد‬:
.A‫المفسر‬(interpreter)‫للمترجم‬ ‫اخر‬ ‫اسم‬ ‫هو‬(compiler)‫في‬ ‫فقط‬ ‫واالختالف‬
‫المستخدم‬ ‫المصطلح‬.
.B‫البرمج‬ ‫الكود‬ ‫من‬ ‫التحقق‬ ‫عملية‬ ‫فيها‬ ‫تتم‬ ‫التي‬ ‫المترجمات‬ ‫من‬ ‫نمط‬ ‫هو‬ ‫المفسر‬‫ي‬
‫سطرا‬ ‫للعمليات‬ ‫وتنفيذ‬‫سطرا‬.
.C‫األمثلة‬ ‫مرحلة‬ ‫بدون‬ ‫مترجم‬ ‫هو‬ ‫المفسر‬(Optimization Phase)‫البرمجي‬ ‫للكود‬.
.D‫نهائيا‬ ‫بالمترجمات‬ ‫للمفسرات‬ ‫عالقة‬ ‫ال‬.
1442020

Question 2
■‫ب‬ ‫يتعلق‬ ‫فيما‬ ‫الصحيح‬ ‫الخيار‬ ‫اختر‬top down parsing‫المترجم‬ ‫بناء‬ ‫عند‬:
.A‫حساب‬ ‫دائما‬ ‫الزم‬first‫حساب‬ ‫دون‬follow.
.B‫حساب‬ ‫الزم‬follow‫دون‬first.
.C‫حساب‬ ‫الزم‬follow‫واحيانا‬first.
.D‫خطأ‬ ‫سبق‬ ‫ما‬ ‫كل‬.
1452020

Question 2
■‫ب‬ ‫يتعلق‬ ‫فيما‬ ‫الصحيح‬ ‫الخيار‬ ‫اختر‬top down parsing‫المترجم‬ ‫بناء‬ ‫عند‬:
.A‫حساب‬ ‫دائما‬ ‫الزم‬first‫حساب‬ ‫دون‬follow.
.B‫حساب‬ ‫الزم‬follow‫دون‬first.
.C‫حساب‬ ‫الزم‬follow‫واحيانا‬first.
.D‫خطأ‬ ‫سبق‬ ‫ما‬ ‫كل‬.
1462020

Question 3
■‫الصرفية‬ ‫القواعد‬ ‫استخدمنا‬ ‫حال‬ ‫في‬(grammer)‫صحيح‬ ‫عدد‬ ‫أي‬ ‫بنية‬ ‫توصف‬ ‫التي‬ ‫التالية‬
‫حقيقي‬ ‫او‬R‫برمجة‬ ‫لغة‬ ‫ضمن‬:
■‫القوا‬ ‫وفق‬ ‫ما‬ ‫عدد‬ ‫عن‬ ‫للتعبير‬ ‫مقبولة‬ ‫صيغة‬ ‫تعتبر‬ ‫التالية‬ ‫الصيغ‬ ‫من‬ ‫صيغة‬ ‫اي‬‫السابقة‬ ‫عد‬.
.A2.45E02
.BE1-1.1-
.C1.1.1
.DE02+1
1472020

Question 3
■‫الصرفية‬ ‫القواعد‬ ‫استخدمنا‬ ‫حال‬ ‫في‬(grammer)‫صحيح‬ ‫عدد‬ ‫أي‬ ‫بنية‬ ‫توصف‬ ‫التي‬ ‫التالية‬
‫حقيقي‬ ‫او‬R‫برمجة‬ ‫لغة‬ ‫ضمن‬:
■‫القوا‬ ‫وفق‬ ‫ما‬ ‫عدد‬ ‫عن‬ ‫للتعبير‬ ‫مقبولة‬ ‫صيغة‬ ‫تعتبر‬ ‫التالية‬ ‫الصيغ‬ ‫من‬ ‫صيغة‬ ‫اي‬‫السابقة‬ ‫عد‬.
.A2.45E02
.BE1-1.1-
.C1.1.1
.DE02+1
1482020

Question 4
■ A grammar that produces more than one parse tree for some sentence is called:
A. Ambiguous.
B. Unambiguous.
C. Regular.
D. None of the mentioned.
1492020

Question 4
■ A grammar that produces more than one parse tree for some sentence is called:
A. Ambiguous.
B. Unambiguous.
C. Regular.
D. None of the mentioned.
1502020

Question 5
■ An intermediate code form is:
A. Postfix notation.
B. Syntax trees.
C. Three address codes.
D. All of these.
1512020

Question 5
■ An intermediate code form is:
A. Postfix notation.
B. Syntax trees.
C. Three address codes.
D. All of these.
1522020

Question 6
■ Compiler translates the source code to:
A. Executable code.
B. Machine code.
C. Binary code.
D. Both B and C.
1532020

Question 6
■ Compiler translates the source code to:
A. Executable code.
B. Machine code.
C. Binary code.
D. Both B and C.
1542020

Question 7
■ Which of the following groups is/are token together into semantic structures?
A. Syntax analyzer.
B. Intermediate code generation.
C. Lexical analyzer.
D. Semantic analyzer.
1552020

Question 7
■ Which of the following groups is/are token together into semantic structures?
A. Syntax analyzer.
B. Intermediate code generation.
C. Lexical analyzer.
D. Semantic analyzer.
1562020

Question 8
■ _________ is a process of finding a parse tree for a string of tokens:
A. Parsing.
B. Analyzing.
C. Recognizing.
D. Tokenizing.
1572020

Question 8
■ _________ is a process of finding a parse tree for a string of tokens:
A. Parsing.
B. Analyzing.
C. Recognizing.
D. Tokenizing.
1582020

Question 9
■ What is the action of parsing the source program into proper syntactic classes?
A. Lexical analysis.
B. Syntax analysis.
C. General syntax analysis.
D. Interpretation analysis.
1592020

Question 9
■ What is the action of parsing the source program into proper syntactic classes?
A. Lexical analysis.
B. Syntax analysis.
C. General syntax analysis.
D. Interpretation analysis.
1602020

Question 10
■ Which of the following languages is generated by the given grammar?
■ S → a S | b S | ε
A. anbm
B. {a,b}*
C. {a,b}n
D. Other.
1612020

Question 10
■ Which of the following languages is generated by the given grammar?
■ S → a S | b S | ε
A. anbm
B. {a,b}*
C. {a,b}n
D. Other.
1622020

Question 11
■ Which of the following strings is not generated by the following grammar?
■ S → SaSbS|ε
A. aabb
B. abab
C. aababb
D. aabbb
1632020

Question 11
■ Which of the following strings is not generated by the following grammar?
■ S → SaSbS|ε
A. aabb
B. abab
C. aababb
D. aabbb
1642020

Question 12
■ Which of the following is NOT the set of regular expression R = (ab + abb)* bbab
A. ababbbbab
B. abbbab
C. ababbabbbab
D. abababab
1652020

Question 12
■ Which of the following is NOT the set of regular expression R = (ab + abb)* bbab
A. ababbbbab
B. abbbab
C. ababbabbbab
D. abababab
1662020

Question 13
■ In a one pass compiler, the syntax analysis is performed:
A. After the lexical analysis.
B. After the semantic analysis.
C. With the lexical analysis.
1672020

Question 13
■ In a one pass compiler, the syntax analysis is performed:
A. After the lexical analysis.
B. After the semantic analysis.
C. With the lexical analysis.
1682020

Question 14
■ When a syntax error appears, the compiler:
A. Stops Immediately.
B. Stops after collecting few Errors.
C. Depends on the organization of the syntax rules.
1692020

Question 14
■ When a syntax error appears, the compiler:
A. Stops Immediately.
B. Stops after collecting few Errors.
C. Depends on the organization of the syntax rules.
1702020

Question 15
■ Each deterministic finite automata (DFA) has an equivalent regular expression
A. True.
B. False.
1712020

Question 15
■ Each deterministic finite automata (DFA) has an equivalent regular expression
A. True.
B. False.
1722020

Question 16
■ Each Non deterministic finite automata (NFA) has an equivalent regular expression
A. True.
B. False.
1732020

Question 16
■ Each Non deterministic finite automata (NFA) has an equivalent regular expression
A. True.
B. False.
1742020

Question 17
■‫أعط‬‫األوتومات‬‫زوجي‬ ‫طول‬ ‫لها‬ ‫سالسل‬ ‫تقبل‬ ‫التي‬ ‫الحتمي‬ ‫المنتهي‬(‫السلسلة‬ ‫عدا‬
‫الفارغة‬)‫؟‬
1752020

Question 17
■‫أعط‬‫األوتومات‬‫زوجي‬ ‫طول‬ ‫لها‬ ‫سالسل‬ ‫تقبل‬ ‫التي‬ ‫الحتمي‬ ‫المنتهي‬(‫السلسلة‬ ‫عدا‬
‫الفارغة‬)‫؟‬
1762020

Question 18
■‫عن‬ ‫المعبر‬ ‫المنتظم‬ ‫التعبير‬ ‫اعط‬‫األوتومات‬‫التالي‬ ‫الحتمي‬ ‫المنتهي‬:
1772020

Question 18
■‫عن‬ ‫المعبر‬ ‫المنتظم‬ ‫التعبير‬ ‫اعط‬‫األوتومات‬‫التالي‬ ‫الحتمي‬ ‫المنتهي‬:
–(aa+bb)b
1782020

Automata and Compiler 2020

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

More from Joud Khattab

More from Joud Khattab (20)

Automata and Compiler 2020