Linguaggi di Programmazione e Compilatori

Il corso presenta i vari linguaggi di programmazione, la loro specifica sintattica e semantica, le strutture per la gestione dei dati e del flusso di controllo. Vengono considerate le caratteristiche dei vari linguaggi, allo scopo di permettere allo studente di scegliere il linguaggio piú adatto alle proprie necessità. Vengono considerati linguaggi imperativi, logici e funzionali, soffermandosi in particolare sul paradigma dei linguaggi a oggetti. Si considerano poi le tecniche per la realizzazione di un compilatore, ovvero di uno strumento automatico di traduzione da un linguaggio di programmazione a un altro. I risultati teorici sono presentati insieme a degli strumenti standard che li sfruttano nell'implementazione dei compilatori. Il corso mostra l'applicazione di tali strumenti alla realizzazione di un compilatore da un semplice linguaggio di programmazione imperativo a un linguaggio macchina per un processore a registri.

Programma del corso

Parte I

• Linguaggi, sintassi e semantica.
• Tipi di dato elementari.
• Semantica dei tipi di dato elementari.
• Incapsulazione dei dati. Paradigma a oggetti.
• Semantica del paradigma a oggetti.
• Strutture di controllo di flusso.
• Semantica delle strutture di controllo di flusso.
• Chiamate di procedura. Scoping statico e dinamico.
• Stack di attivazione.
• Eccezioni.
• Concorrenza.
• Linguaggi di programmazione per il web. CGI.
• Esempi di linguaggi di programmazione: Fortran, C, Pascal, C++, Java, ML, Prolog.

Parte II

• Le fasi di un compilatore.
• Un semplice linguaggio imperativo: Tiger.
• Analisi lessicale.
• Automi a stati finiti.
• Uno strumento per l'analisi lessicale: JLex.
• Analisi sintattica.
• Grammatiche LR(k).
• Uno strumento per l'analisi sintattica: Cup.
• Sintassi astratta.
• Analisi semantica.
• Generazione del codice intermedio.
• Selezione delle istruzioni.
• Analisi di liveness.
• Analisi dataflow.
• Ottimizzazione dei cicli.

Testi di riferimento

• Pratt: ``Linguaggi di Programmazione''. Gruppo editoriale Jackson. Oppure la versione inglese, Pratt & Zelkowitz: ``Programming Languages: Design and Implementation'', Prentice Hall-International.
• Andrew W. Appel: ``Modern Compiler Implementation in Java''. Cambridge University Press.

Modalità d'esame

L'esame è formato da un progetto, uno scritto e un orale. Il progetto consiste in una modifica del compilatore per Tiger descritto durante il corso.