Réalisation d'un compilateur de mini langage - Khawarizmi

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIREMINISTERE D’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR

ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

Faculté Des Sciences Et De L’ingénierieInstitue De Génie Informatique

Module Compilation4 éme Année Informatique

BENYAMMI Bachir & HASSANI Mustapha

Encadré par : M. ALLAOUI Taher

Année Universitaire 2006-2007

Réalisé par :

Compilateur Khawarizmi Sommaire

2

SommaireSommaire………………………………………………………………………….. 2Statut actuelle du mini projet……………………………………………………… 3Compilation, Notions et définitions……………………………………………….. 4

Pourquoi Khawarizmi ?........................................................................................ 4Langages de programmation………………………………………………...…. 4Programme…………………………………………………………………….... 5Compilateur…………………………………………………………………..… 5

Etapes de la compilation…………………………………………………….. 5Découlement de la compilation……………………………………………... 6

Interpréteur……………………………………………………………..……… 7BNF & EBNF……………………………………………………………..…… 7

Syntaxe d'une règle EBNF………………………………………………….. 7Explication des règles EBNF……………………………………………….. 8

Diagrammes syntaxiques……………………………………………………….. 8Khawarizmi………………………………………………………………………... 9

Pourquoi le langage Khawarizmi ?...................................................................... 9Avantages du Khawarizmi................................................................................... 10Future améliorations............................................................................................ 10Le jeu de caractères............................................................................................. 10Les unités lexicales.............................................................................................. 11Les automates et les expressions régulières......................................................... 12Tables des transitons ........................................................................................... 15La table de symboles........................................................................................... 17Chaîne de références............................................................................................ 18Mémoires de stockage......................................................................................... 18Fonctionnement général du Khawarizmi............................................................. 18L'analyse lexicale................................................................................................. 19Règles EBNF du Khawarizmi............................................................................. 20Règles de la grammaire....................................................................................... 21Les ensembles premier et suivant........................................................................ 22Diagrammes syntaxiques..................................................................................... 25Mise en œuvre de l'analyseur lexicale…............................................................. 31Mise en œuvre de l'analyseur syntaxique............................................................ 31Mise en œuvre de l'analyseur sémantique........................................................... 31Gestion des erreurs.............................................................................................. 31IHM..................................................................................................................... 32Structure générale de l'application....................................................................... 32

Problèmes rencontrés ……………….…………………………………………….. 33Historique du Khawarizmi……………………………………………………... 33

Conclusion................................................................................................................. 34Bibliographie............................................................................................................. 35

Compilateur Khawarizmi Statut

3

Statut

Statue actuelle du mini projet

Malgré l'absence d'une salle de TP, et d'une connexion Internet, et des ouvrages au niveau

de la bibliothèque de l'université de Laghouat; on à essayer de construire étape par étape notre

compilateur, et on a arrivé à réaliser la première phase du compilateur (phase d'analyse: lexicale,

syntaxique, sémantique) par la définition de:

Jeu de caractères;

Unités lexicales (Mots réservés, Identificateurs, Constantes, Opérateurs, Séparateurs, …);

Règles d'expression;

Automates et automate union;

Table des transitions (états, symboles, ensembles);

Table des symboles;

Chaîne de références;

Mémoires de stockages;

Règles EBNF;

Transformation de la grammaire en LL (1);

Ensembles Premiers et Suivants;

Diagrammes syntaxiques;

Procédures de la descente récursives;

Arbre syntaxique;

Définition et contrôle et évaluation des types (Entier, Naturel, Logique, Caractère,

Chaîne);

Evaluation des expressions (Arithmétiques, Conditionnelles, Logiques, …);

Gestion des erreurs (lexicales, syntaxiques, sémantiques);

IHM du compilateur;

…

Compilateur Khawarizmi Compilation, Notions et définitions

4

Compilation,Notions et définitions

Pourquoi Khawarizmi ?

En 820, Le mathématicien El Khawarizmi publie à Bagdad un traité intitulé "La science de l'élimination et de la réduction" qui, importé en Europe Occidentale au début de l'islam aura une grande influence sur le développement des mathématiques.

Aprés 1000 années (1840), le collaboration de Babbage, Ada Lovelace, définit le principe des itérations successives dans l'exécution d'une opération. En l'honneur du mathématicien Arabe El Khawarizmi (820), elle nomme le processus logique d'exécution d'un programme : algorithme.[1]

Langages de programmation

Les langages de programmation ont été nés avec l’apparition des ordinateurs, ils ont été fondus essentiellement pour effectuer les grands calculs comme le langage fortran 1954.

Comme tout langage naturel écrit, un langage de programmation se compose de lettres, de nombres et de caractères spéciaux obéissant à des règles de syntaxe et de sémantique. Unlangage est destiné à décrire l'ensemble des actions consécutives qu'un ordinateur doit exécuter. En fonction de l'environnement matériel, on distingue les langages d'assemblage des langages de programmation évolués.

Un langage d'assemblage présente les instructions du langage machine binaire d'un processeur sous la forme d'un code mnémonique et fonctionne à partir d'instructions d'assemblage pour la définition de structures de données, de macros, de procédures, etc. Pour obtenir un programme exécutable, le programme source est ensuite traduit (assemblé) par un assembleur en un module objet. Un ou plusieurs modules objet peuvent être reliés par un éditeur de liens au programme exécutable.

Les langages de programmation évolués sont orientés vers les problèmes qu'ils résolvent par des algorithmes. Ils se composent d'instructions générales et ne sont pas destinés à un ordinateur en particulier. Néanmoins, il faut s'assurer dans chaque cas que l'ordinateur utilisé dispose des outils nécessaires (au minimum, le compilateur du langage choisi). [2]


5

Programme

Un programme est un simple fichier texte (écrit avec un traitement de texte ou un éditeur de texte). Il contient une succession d'instructions exécutable par l'ordinateur.

Toutefois, l'ordinateur ne sait manipuler que du binaire, c'est-à-dire une succession de 0 et de 1. Il est donc nécessaire d'utiliser un langage de programmation pour écrire de façon lisible, c'est-à-dire avec des instructions compréhensibles par l'humain car proches de son langage, les instructions à exécuter par l'ordinateur. Ainsi, ces programmes sont traduits en langage machine (en binaire) par un compilateur.

La façon d'écrire un programme est intimement liée au langage de programmation que l'on a choisi car il en existe énormément. De plus, le compilateur devra correspondre au langage choisi: à chaque langage de programmation son compilateur. [3]

Le programme source écrit dans un langage de programmation évolué est traduit et exécuté progressivement en code machine par un interpréteur (comme le BASIC, dBASE), ou est traduit en un ou plusieurs modules objets par un compilateur (comme PASCAL). Ces modules objets peuvent être reliés dans le programme exécutable à d'autres modules objets ou à des composants prélevés dans une bibliothèque de modules objets par un éditeur de liens.

Compilateur

Un compilateur est un programme qui permet de traduire un programme source écrit dans un certain langage en un programme cible dans un autre langage. Le plus souvent, le langage cible est le langage machine.

Un compilateur fonctionne par analyse-synthèse, c'est-à-dire qu'au lieu de remplacer chaque construction du langage source par une suite équivalente de constructions du langage cible, il commence par analyser le texte source pour en construire une représentation intermédiaire qu'il traduit à son tour en langage cible. [4]

Etapes de la compilation

le découpage du programme en lexemes et le remplissage de la table de symbols (analyse lexicale);

la vérification de la correction de la syntaxe du programme (analyse syntaxique) ; l'analyse des structures de données et le contrôle de type (analyse sémantique); la gestion des erreurs; la transformation du code source en code intermédiaire ; l'application de techniques d'optimisation sur le code intermédiaire; l'allocation de registres et la traduction du code intermédiaire en code objet, avec

ventuellement l'insertion de données de débogage et d'analyse de l'exécution ; et enfin l'édition des liens.


6

Fig. 01: Etapes de compilation.

Déroulement de la compilation

L'exemple suivant montre le déroulement de la compilation pour une instruction donnée.

Fig. 02 : Déroulement de la compilation


7

Interpréteur

Certains compilateurs ne possèdent pas de phase de génération de code en langage machine. Ils s'arrêtent à la production de code intermédiaire. L'exécution du programme source consiste alors en une interprétation du code intermédiaire par un programme appelé interprète ou interpréteur. Quelquefois, l'interprète exécute directement le langage source, comme en Basic.

Le plus souvent, il exécute un code intermédiaire fabriqué par un compilateur.

L'intérêt d'une interprétation du langage intermédiaire est la portabilité du compilateur ainsi créé:le groupe de Wirth à Zurich diffusait le langage Pascal en fournissant la source d'un compilateur Pascal en P-Code et la source Pascale d'un interprète P-Code. Pour porter Pascal sur sa machine, il suffisait de réécrire un programme équivalent à l'interprète fourni.

Le désavantage d'une interprétation est une baisse de performance des programmes ; l'interprétation étant souvent plus lente que ne le serait l'exécution de code machine optimisé d'un compilateur complet. [5]

BNF & EBNF

BNF (Backus Naur Form) est une notation permettant de décrire les règles syntaxiques des langages de programmation. Elle est utilisée dans certains livres pour expliquer et étudier la syntaxe d'un langage, mais également par de nombreux logiciels d’analyse syntaxique. [6]

BNF est une notation pour des grammaires de type hors contexte (algébrique ou type 02), elle est conçu par John Backus et Peter Naur lors de la création de la grammaire du langage ALGOL 60.

EBNF (Extended Backus-Naur form) est comme son nom l'indique une extension du BNF, elle est créée par Niklaus Wirth dans les années 70 lorsqu'il à développé le langage PASCAL.Cette forme permet de condenser la notation BNF et de la rendre plus lisible. [7]

Syntaxe d'une règle EBNF

Désignation Ecriture

Règle de production S donne E S = E

Ou exclusif de termes syntaxiques E = T1 | T2 |...| Tn

Concaténation des facteurs des termes Ti Ti = F1 F2...Fn

Vide ou une occurrence de E Fi = [ E ]

Nombre quelconque d'occurrences de E y compris 0 Fi = { E }

Symbole terminal Fi = "x"


8

Explication des règles EBNF

Les règles de production sont de la forme S = E. Où S c'est l'unité syntaxique et E une expression dont la valeur définit l’ensemble de toutes les séquences de symboles que comprend l'unité S.

L’expression E est de la forme: T1 | T2 | . . . | Tn ( n > 0). où les Ti sont les termes de E. La valeur de E est la réunion des valeurs des Ti.

Chaque Ti est de la forme: F1F2 . . . Fn (n > 0). Où les Fi sont les facteurs de T. La valeur de T est la concaténation des valeurs des Fi.

Chaque facteur est

soit de la forme: “x”. Où x est un symbole du langage et “x” désigne l’ensemble formé d’une seule séquence d’un seul élément: x;

soit de la forme: S qui a pour valeur celle de l’expression qui définit S ; soit de la forme: (E) qui a pour valeur celle de E, soit de la forme: [E] qui a pour valeur la réunion de la valeur de E et de la séquence vide

(E | ε), soit finalement de la forme: {E} qui a pour valeur la réunion de la séquence vide avec les

séquences désignées par E, EE, EEE, ….[8]

Diagrammes syntaxiques

Est une autre méthode de spécification de la syntaxe des langages de programmation, ces mêmes diagrammes syntaxiques peuvent d’ailleurs être traduits en instructions de programme et former ainsi un analyseur syntaxique.

Les diagrammes syntaxique ont été utilisés pas Niklaus Wirth pour d'écrir la syntaxe du compilateur PASCAL en 1971. [8]

Compilateur Khawarizmi Khawarizmi

9

Khawarizmi

Pourquoi le langage Khawarizmi ?

A l'heure actuelle; des milliers de langages existent, en citons les plus connus: C, C++,

JAVA, Pascal, PHP, ... La majorité des langages utilisent les lettres anglo-saxonnes pour définir

l’ensemble des identificateurs, et les messages d’erreurs sont exprimés en anglais.

Des dizaines du Langages de programmation arabes on été construites :

1978العراق –غریب

بیسك 1981الكویت –

1986السودان –سینا

1996السعودیة –باسكال العربي ال

...

La plupart de ces langages n’ont été pas réussites, parmi les causes on distingue :

Les différents codages des lettres arbres.

La faiblesse de la maintenance et de la mise à jour.

Les problèmes financiers.

L’existence des langages standards et puissants (JAVA, C++, Pascal,…).

Un langage de programmation en arabe peut faciliter la tâche aux élèves des collèges et aux

lycéens à comprendre les principes et les notions d’algorithmique et d'apprendre la

programmation.

L'idée est de développer un langage destiner à l'enseignement qui combine à la fois la facilité du

Pascal (utilisation des mots naturels tel que Program, Begin, End, ..) et l'abréviation utilisé dans

la structure du C ({}, ||, &&, !, …).


10

Avantages du Khawarizmi

Code source en arabe;

Lettres arabe et latins (plus de 60 lettres);

Chiffres et caractères spéciaux (plus de 25 caractères) ;

Déclaration des variables et des constantes;

Divers types simples (Entier, Naturel, Logique, Caractère, Chaîne);

Boucles et expressions conditionnelles;

Commentaires;

Opération arithmétiques, conditionnelles, comparaisons, affectations, …

Lecture et écriture (Entrée-sortie);

Détection et consultation des erreurs avec possibilité de correction;

…

Future améliorations

Utilisation des procédures et des fonctions;

Ajout des types complexes tel que les réels et les tableaux;

Ajout d'autres types de boucles et d'expressions conditionnelles;

Terminaison de la 1ére partie du compilateur (Analyse: Lexicale, Syntaxique, Sémantique)

Réalisation de la 2éme partie (synthèse : génération et optimisation du code, …).

Réécriture du code: la programmation d'un compilateur nécessite l'utilisation des notions

de classes, héritage, construction, propriétés, méthodes, …; alors un langage orienté

objets est préférable tel que : JAVA, C++.

Adaptation pour d'autres plateformes tel que : Linux, Unix, Solaris, …

Support pour la langue arabe (Interface, boite de dialogue, messages, …)

Le jeu de caractères

Le jeu de caractères représente tous les caractères autorisés (presque 130 caractères) :

Les lettres arabes et latines.

Les chiffres.

Les séparateurs : {, }, (, ), ؛ , ، , . , : , \ , "

Les opérateurs : + , - , *, ÷ , % , = , ~ , # , < , > , » , « , ! , & , |

Les caractères de contrôle tel que : blanc, tabulation, null (c'est à dire les caractères entre 0 et 32 du code ASCII).


11

Les unités lexicales

Les mots réservés

منطقي متغیر ثابت برنامج

رمز سلسلة طبیعي صحیح

فان اذا قم بینما

ال نعم واال

اقرا اطبع

Les opérateurs

=, +, -, *, ÷, %, ~, #, > , < , », «, |, &, ! Les séparateurs

\ ,: ,، ,؛ ,. ,( ,) ,{ ,} Les identificateurs

Un identificateur est un mot composé de lettres (arabes et français), de chiffres et du

caractère "_" et commençant obligatoirement par une lettre. La case sensitive n’est pas

respectée, la longueur max d’un identificateur est 64 caractères.

Les ensembles suivants sont considérés comme des identificateurs

Le nom du programme;

Les mots réservés;

Les variables;

les fixes (constates déclarées).

Les nombres

Suites de chiffre entre 0 et 9, seulement les nombres entiers sont acceptés.

Les commentaires

Notre mini langage permet d’insérer des commentaries.

Si les commentaires peuvent tenir sur une seule ligne elles doivent commencer par \\.

Si elles peuvent tenir sur plusieurs lignes, alors elles doivent être mises entre \ et \.

Les commentaires ne peuvent pas être imbriqués.


12

Les automates et les expressions régulières

Fig. 3 : Automate de l'Identificateur

Ident -> Lettre (Lettre / Chiffre)* #

Fig. 4 : Automate de Nombre

Nbr -> Chiffre (Chiffre)* #

Fig. 5 : Automate de Chaîne de caractères

Chaine -> '"' ( # )* '"'

Fig. 6 : Automate de Commentaire

Comm -> '\' '\' ( # )* EOL

Fig. 7 : Automate de Commentaire multi lignes

Comm.multi -> '\' # ( # )* '\'

0 10‘\’ # de ‘\’ ‘\’

117

8

‘\’EOL 9

# de EOL

# de ‘\’

2

L | C

3

C

C

1L# de L et C

4# de C Sep

5 6

Opr

Blanc‘"’

‘"’12 13

# de ‘"’

Fig. 8 : L’automate d’état fini union déterministe du langage


13

برنامج

ثابت

متغیر

منطقي

صحیح

طبیعي

رمز

سلسلة

نعم

ال

بینما

قم

اذا

فان

واال

اقرا

اطبع

Fig. 9 : Les automates des mots réservés


14

Fig. 10 : L

’automate d’état fini union déterm

iniste des mots réservés.


15

Tables des transitons

Etat initial : Etat_Initial.

Etats finaux :

Etat_Diff_Ident, Etat_Diff_Nbr, Etat_Sep, Etat_Opr, Etat_Ligne_Comn,

Etat_Mul_Lignes_Comm, Etat_Fin_Chaine, Etat_Erreur.

Ensemble d’états :

Etat_Initial, Etat_Ident, Etat_Diff_Ident, Etat_Nbr, Etat_Diff_Nbr, Etat_Sep, Etat_Opr,

Etat_Slash, Etat_Diff_Eol, Etat_Diff_Slash, Etat_Ligne_Comn,

Etat_Mul_Lignes_Comm, Etat_Chaine, Etat_Fin_Chaine, Etat_Erreur.

Symboles :

Sym_EOL, Sym_Blanc, Sym_Lettre, Sym_Chiffre, Sym_Sep, Sym_Opr, Sym_Slash,

Sym_Apostrophe, Sym_Autre.

Ensemble des symboles :

Slash = ['\'];

EOL = [#0, #10, #13];

Blancs = [#0..#32];

Lettres = ['A'..'Z', 'a'..'z', '_', 'ي'..'أ'];

Chiffres = ['0'..'9'];

Apostrophe = '"';

Constantes = Chiffres + [Apostrophe];

Separateurs = ['(', ')', '{', '}', '؛', '،', '.', ':'];

Operateurs = ['+', '-', '*', '÷', '%', '=', '~', '#', '<', '>', '»', '«', '!', '&', '|'];

Tous_Symboles = Slash + EOL + Blancs + Lettres + Chiffres + Separatateurs +

Operateurs;


16

Sym

_Au

tre S

ym_S

lash

Sym

_Blan

c

Sym

_EO

L

Sym

_Op

r

Sym

_Sep

Sym

_A

postrop

he

Sym

_Ch

iffre

Sym

_Lettre

Etat \

Sym

oble

Etat_E

rreur

Etat_S

lash

Etat_In

itial

Etat_In

itial

Etat_O

pr

Etat_S

ep

Etat_C

haine

Etat_N

br

Etat_Ident

Etat_In

itial

Etat_D

iff_Id

ent

Etat_Ident

Etat_Ident

Etat_Id

ent

Etat_D

iff_N

br

Etat_N

br

Etat_E

rreur

Etat_N

br

Etat_C

haine

Etat_F

in_

Ch

aine

Etat_C

hain

e

Etat_D

iff_S

lash

Etat_D

iff_Eol

Etat_S

lash

Etat_D

iff_S

lash

Etat_M

ul_

Lign

es_Com

m

Etat_D

iff_S

lash

Etat_D

iff_E

ol

Etat_L

igne_

Com

n

Etat_D

iff_E

ol


17

La table de symboles

Est un tableau dynamique, tel que les premiers entrés de la table (43 entrés) comprend les mots réservés, les séparateurs et les opérateurs, le reste est réservés aux unités lexicale du programme source tel que: les identificateurs, les constantes, …

N° Nom Intituler Adresse Unité Type01 Prog برنامج 0 Mot Réservé Vide02 Conste ثابت 0 Mot Réservé Vide03 Variable متغیر 0 Mot Réservé Vide04 Logic 0 منطقي Mot Réservé Vide05 Entier صحیح 0 Mot Réservé Vide06 Naturel طبیعي 0 Mot Réservé Vide07 Chaine سلسلة 0 Mot Réservé Vide08 Carac رمز 0 Mot Réservé Vide09 Tant_que بینما 0 Mot Réservé Vide10 Faire قم 0 Mot Réservé Vide11 Si اذا 0 Mot Réservé Vide12 Alors فان 0 Mot Réservé Vide13 Si_non واال 0 Mot Réservé Vide14 Oui نعم 0 Mot Réservé Vide15 Non ال 0 Mot Réservé Vide16 Lire اقرا 0 Mot Réservé Vide17 Ecrire اطبع 0 Mot Réservé Vide18 Opr_Aff = 0 Opérateur Vide19 Opr_Addi + 0 Opérateur Vide20 Opr_Sous - 0 Opérateur Vide21 Opr_Muli * 0 Opérateur Vide22 Opr_Divi ÷ 0 Opérateur Vide23 Opr_Modu % 0 Opérateur Vide24 Opr_Egale ~ 0 Opérateur Vide25 Opr_Diff # 0 Opérateur Vide26 Opr_Infe > 0 Opérateur Vide27 Opr_Supp < 0 Opérateur Vide28 Opr_Infe_Egale » 0 Opérateur Vide29 Opr_Supp_Egale « 0 Opérateur Vide30 Opr_Ou | 0 Opérateur Vide31 Opr_Et & 0 Opérateur Vide32 Opr_Non ! 0 Opérateur Vide33 Parent_Ferm ) 0 Séparateur Vide34 Parent_Ouvr ( 0 Séparateur Vide35 Accoulad_Ferm { 0 Séparateur Vide36 Accoulad_Ouvr } 0 Séparateur Vide37 Point . 0 Séparateur Vide38 Virgule ، 0 Séparateur Vide39 Point_Virgule ؛ 0 Séparateur Vide40 Deux_Point : 0 Séparateur Vide41 Anti_Slash \ 0 Séparateur Vide42 Vide 0 Séparateur Vide


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Chaîne de références

C'est un tableau dynamique qui représente la séquence ment des unités lexicale dans le texte source, la chaîne est remplir au fur et à mesure du remplissage de la table de symboles.

Mémoires de stockage

Le tableau de symboles contient seulement les noms et les types et les adresses des unités lexicale, les valeurs des variables et des fixes (constantes déclarées) sont sauvegarder dans 05 mémoires dynamiques, une mémoire pour chaque type de données (Entier, Naturel, Logique, Caractère et Chaîne). Si on à déclarés 10 variables (par exemples), on à dix case allouées répartis dans les mémoires de stockage.

Fonctionnement général du Khawarizmi

Initialisation des différents paramètres. Récupération du code source à partir d'un fichier. Lancement du l'analyseur lexical. Remplissage de la table des symboles et la chaîne de références. Lancement de l'analyseur syntaxique et sémantique. Gestion des erreurs durant les différentes phases.

Fig. 11 fonctionnement générale du Khawarizmi.


19

L'analyse lexicale

Initialisation. Si non fin de fichier initialiser le mot, le caractère et l'état courant.

o Si l'état des définit alors avancer, récupérer le nouveau état.o Si non (état final) reconnue le mot courant.

Si non terminer l'analyse.

Fig. 12 L'analyseur lexical.


20

Règles EBNF du Khawarizmi

Programme = " برنامج " Ident "؛" Bloc ".".

Ident = Lettre {Lettre | Chiffre}.

Lettre = "A" | "B" | ... | "Z" | "a" | "b" | ... | "z" | "ي" | … | "ب" | "ا" | "_".

Chiffre = "0" | "1" | ... | "9".

Bloc = [Partie_Declaration_Constantes]

[Partie_Declaration_Variables]

Bloc_Instructions.

Partie_Declaration_Constantes = " ثابت " Deffinition_Constante

{Deffinition_Constante}.

Deffinition_Constante = Ident "=" Constant "؛".

Const = [Opr_Signe] Nombre | Chaine | "ال" | "نعم".

Nombre = Chiffre {Chiffre}.

Chaine = "'" Carac {Carac} "'".

Carac = Carac_Qeul_Que_Soit_Sauf_Apostrophe | "''".

Partie_Declaration_Variables = " رمتغی " Deffinition_Variables

{Deffinition_Variables}.

Deffinition_Variables = Idents ":" Type "؛".

Idents = Ident {'،' Ident}.

Type = " صحیح "| " طبیعي "منطقي" | " | " رمز . "سلسلة" | "

Bloc_Instructions = "}" Instructions "{".

Instructions = Instruction {"؛" Instruction}.

Instruction = [Lecture | Ecriture | Affectation |

Instruction_Conditionelle | Instuction_Repetition].

Lecture = " اقرا " ")" Idents "(".

Ecriture = " اطبع " ")" Idents "(".

Affectation = Ident "=" Expression.

Expression = Expression_Simple [Opr_Rel Expression_Simple].

Expression_Simple = [Opr_Signe] Terme {Opr_Add Terme}.


21

Opr_Signe = "+" | "-".

Terme = Facteur {Opr_Mul Facteur}.

Facteur = Ident | Const | ")" Expression "(" | "!" " Facteur | " ال" | "نعم".

Opr_Mul = "*" | "÷" | "%" | "&".

Opr_Add = "+" | "-" | "|".

Opr_Rel = "<" | ">" | "»" | "«" | "~" | "#".

Instruction_Conditionelle = " اذا " Expression "فان" Bloc_Instructions

واال"] " Bloc_Instructions].

Instuction_Repetition = " بینما " Expression " قم " Bloc_Instructions.

Règles de la grammaire

Après la définition des règles EBNF de la grammaire du Khawarizmi, en doit les

transformer en des règles classique à fin de construire les ensembles premier et suivant.

Programme برنامج " " Ident "؛" Bloc ".".

Ident Lettre Lett_Chiff.

Lett_Chiff Lettre Lett_Chiff / Chiffre Lett_Chiff.

Lettre "A" / "B" / ... / "Z" / "a" / "b" / ... / "z" / " ا " /... / " ي " / "_".

Chiffre "0" / "1" / ... / "9".

Bloc Partie_Declaration_Constantes

Partie_Declaration_Variables

Bloc_Instructions.

Partie_Declaration_Constantes " ثابت " Ident "=" Constant "؛"

Deffinition_Constante / ξ.

Deffinition_Constante Ident "=" Constant "؛".

Constant Opr_Signe Nombres / Chaine / "ال" / "نعم".

Nombres Chiffre Nombres / Nombre.

Nombre Chiffre Nombres / ξ.

Chaine ' " ' Carac ' " '.

Carac carac_qeul_que_soit_sauf_apostrophe / " '' " /


22

carac_qeul_que_soit_sauf_apostrophe Carac / " '' " carac/.

Partie_Declaration_Variables " رمتغی " Idents ":" Type "؛"

Deffinition_Variables / ξ.

Deffinition_Variables Idents ":" Type "؛" Deffinition_Variables / ξ.

Idents Idents Ident/ ξ.

Type طبیعي " / "صحیح " منطقي" / " رمز " / " سلسلة" / " ".

Bloc_Instructions "}" Instructions "{".

Instructions Instruction " ؛" Instructions / ξ .

Instruction Lecture / Ecriture / Affectation /

Instruction_Conditionelle/ Instuction_Repetition / ξ .

Lecture اقرا " " ")" Idents "(".

Ecriture اطبع " " ")" Idents "(".

Affectation Ident "=" Expression.

Expression Expression_Simple Op_Exp.

Op_Exp Opr_Rel Expression_Simple / ξ .

Expression_Simple Opr_Signe Terme Op_Term / ξ .

Opr_Signe "+" / "-" / ξ .

Op_Term Opr_Add Terme Op_Term / ξ .

Terme Facteur Op_Fact .

Op_Fact Opr_Mul Facteur Op_Fact / ξ .

Facteur Ident / Constant / ")" Expression "(" / "!" " Facteur / "نعم "/ . "ال"

Opr_Mul "*" / "÷" / "%" / "&".

Opr_Add "+" / "-" / "|".

Opr_Rel "<" / ">" / "»" / "«" / "~" / "#".

Instruction_Conditionelle ذاا " " Expression " فان " Bloc_Instructions

Instruction_Sinon .

Instruction_Sinon "واال" Bloc_Instructions / ξ.

Instuction_Repetition بینما " " Expression "قم " Bloc_Instructions.


23

Les ensembles premier et suivant

Voici les ensembles premier et suivant qui sont construits après l'application des règles de construction de ces deux ensembles.

NON TERMINAL PREMIER SUIVANT

Programme برنامج " " #Ident "A", "B", ..., "Z", "a", "b", ..., "z", " ا ",

" ,...,"ب" ي ".":" ,'،' ,"؛" قم" , "=",")" , " , "<" , ">" , "»" , "«" , "~" , "#","+" , "-" , "|","*" , "÷" , "%" , "&".

Lett_Chiff "A", "B", ..., "Z", "a", "b", ..., "z", " ا ", " ,...,"ب" ي ","0", "1", ..., "9".

":" ,'،' ,"؛" قم" , "=",")" , " , "<" , ">" , "»" , "«" , "~" , "#","+" , "-" , "|","*" , "÷" , "%" , "&".

Lettre "A", "B", ..., "Z", "a", "b", ..., "z", " ا ", " ,...,"ب" ي ", "_".

,"A", "B", ..., "Z", "a","؛""b", ..., "z", " ا " ,...,"ب" ," ي ","0", "1", ..., "9".

Chiffre "0", "1", ..., "9". ,"A", "B", ..., "Z", "a" ,'،' ,"؛"b", ..., "z", " ا " ,...,"ب" ," ي ","0", "1", ..., "9".

Bloc " ثابت ", " رمتغی ", "}". ".".Partie_Declaration_Const

ξ, " ثابت ". " رمتغی ", "}".

Const "0", "1", ..., "9". ")","؛" قم" , " , "<" , ">" , "»" , "«" , "~" , "#","+" , "-" , "|","*" , "÷" , "%" , "&".

Nombres ξ, "0", "1", ..., "9". ")","؛" قم" , " , "<" , ">" , "»" , "«" , "~" , "#","+" , "-" , "|","*" , "÷" , "%" , "&".

Nombre "0", "1", ..., "9". . '،' ,"؛"Chaines ξ, " ' ", tous_car_sauf_apostrophe ")","؛" قم" , " , "<" , ">" , "»"

, "«" , "~" , "#","+" , "-" , "|","*" , "÷" , "%" , "&".

Chaine " ' ", tous_car_sauf_apostrophe . '،' ,"؛"

Carac " ' ", tous_car_sauf_apostrophe " ' " .

Partie_Declaration_Varia

" رمتغی ". "}".

Deffinition_Variables ξ, "A", "B", ..., "Z", "a", "b", ..., "z", " ا " ,...,"ب" ," ي ".

"}".

Idents "A", "B", ..., "Z", "a", "b", ..., "z", " ا ", " ,...,"ب" ي ".

":" , "(".

Type " طبیعي ","صحیح منطقي" ," ",رمز " سلسلة" ," ".

."؛"

Bloc_Instructions "}". ."واال" ,"؛" ,"."

Instructions "A", "B", ..., "Z", "a", "b", ..., "z", " ا ", " ,...,"ب" ي اقرا " ,"؛" ," اطبع "," ".

"{".

Instruction ξ, "A", "B", ..., "Z", "a", "b", ..., "z", " ا " ,...,"ب" ," ي اقرا " ,"؛" ," اطبع "," ".

."؛"


24

Lecture اقرا " ". ."؛"

Ecriture اطبع " ". ."؛"

Affectation "A", "B", ..., "Z", "a", "b", ..., "z", " ا ", " ,...,"ب" ي ".

."؛"

Expression ξ, "A", "B", ..., "Z", "a", "b", ..., "z", " ا " ,...,"ب" ," ي ","0", "1", ..., "9" ,"+" , "-" ,"<" , ">" , "»" , "«" , "~" , "#", "!" نعم", ."ال" ,"

قم" ,"؛" ", "(", " فان ".

Op_Exp ξ,"<", ">", "»", "«", "~", "#". قم" ,"؛" ", "(", " فان ".Expression_Simple ξ, "A", "B", ..., "Z", "a", "b", ..., "z", " ا

" ,...,"ب" ," ي ","0", "1", ..., "9","+", "-نعم","!" ," ."ال" ,"

قم" ,"؛" ", "(", " فان ", "<", ">", "»", "«", "~", "#".

Opr_Signe ξ, "+", "-". "A", "B", ..., "Z", "a", "b", ..., "z", " ا " ,...,"ب" ," ي ","0", نعم","!" ,"9" ,... ,"1" ."ال" ,"

Op_Term ξ, "+", "-", "|". قم" ,"؛" ", "(", " فان ", "<", ">", "»", "«", "~", "#".

Terme "A", "B", ..., "Z", "a", "b",..., "z", " ا ", " ,...,"ب" ي ","0", "1", ..., نعم","!" ,"9" ."ال" ,"

قم" ,"؛" ", "(", " فان ", "<", ">", "»", "«", "~", "#","+", "-", "|".

Op_Fact ξ, "*", "÷", "%", "&". قم" ,"؛" ", "(", " فان ", "<", ">", "»", "«", "~", "#","+", "-", "|".

Facteur "A", "B", ..., "Z", "a", "b", ..., "z", " ا ", " ,...,"ب" ي نعم","!" ,"9" ,... ,"1" ,"0"," ."ال" ,"

قم" ,"؛" ", "(", " فان ", "<", ">", "»", "«", "~", "#","+", "-", "|","*", "÷", "%", "&".

Opr_Mul "*", "÷", "%", "&". "A", "B", ..., "Z", "a", "b", ..., "z", " ا " ,...,"ب" ," ي ","0", نعم","!" ,"(","9" ,... ,"1" ", ."ال"

Opr_Add "+", "-", "|". "A", "B", ..., "Z", "a", "b", ..., "z", " ا " ,...,"ب" ," ي ","0", نعم","!" ,"9" ,... ,"1" ."ال" ,"

Opr_Rel "<", ">", "»", "«", "~", "#". "A", "B", ..., "Z", "a", "b", ..., "z", " ا " ,...,"ب" ," ي ","0", نعم","!" ,"-" ,"+","9" ,... ,"1"."ال" ,"

Instruction_Conditionelle

اذا " ". ."؛"

Instruction_Sinon ξ, "واال". ."؛"

Instuction_Repetition بینما " " ."؛"

Après avoir réaliser la grammaire et construire les ensembles premier et suivant, en voie que la grammaire est:

N'est pas récursive à gauche; est factorisé à gauche ;

Après l'exécution des différents testes sur notre compilateur, il nous semble que la grammaire est non ambiguë, alors ont conclue que grammaire du Khawarizmi est LL(1).


25

Diagrammes syntaxiques

Après avoir définir la grammaire du Khawarizmi; voici les diagrammes syntaxique qui permettent bien de comprendre la syntaxe du langage.

Programme = " برنامج " Ident "؛" Bloc ".".

Ident = Lettre {Lettre | Chiffre}.

Nombre = Chiffre {Chiffre}.

Lettre = "A" | "B" | ... | "Z" | "a" | "b" | ... | "z" | "ي" | … | "ب" | "ا" | "_".

Chiffre = "0" | "1" | ... | "9".


26

Bloc = [Partie_Declaration_Constantes] [Partie_Declaration_Variables]

Bloc_Instructions.

Partie_Declaration_Constantes = " ثابت " Deffinition_Constante{Deffinition_Constante}.

Deffinition_Constante = Ident "=" Constant "؛".

Constant = [Opr_Signe] Nombre | Chaine | "ال" | "نعم".

Chaine = "'" Carac {Carac} "'".


27

Carac = Carac_Qeul_Que_Soit_Sauf_Apostrophe | "''".

Partie_Declaration_Variables = " متغیر " Deffinition_Variables {Deffinition_Variables}.

Deffinition_Variables = Idents ":" Type "؛".

Idents = Ident {'،' Ident}.

Type = " صحیح "| " طبیعي " | "منطقي" | " رمز . "سلسلة" | "

Bloc_Instructions = "}" Instructions "{".


28

Instructions = Instruction {"؛" Instruction}.

Instruction = [Lecture | Ecriture | Affectation |Instruction_Conditionelle | Instuction_Repetition].

Lecture = " اقرا " ")" Idents "(".

Ecriture = اطبع " " ")" Idents "(".

Affectation = Ident "=" Expression.

Expression = Expression_Simple [Opr_Rel Expression_Simple].


29

Expression_Simple = [Opr_Signe] Terme {Opr_Add Terme}.

Opr_Signe = "+" | "-".

Terme = Facteur {Opr_Mul Facteur}.

Facteur = Ident | Const | ")" Expression "(" | "!" " Facteur | " ال" | "نعم".

Opr_Mul = "*" | "÷" | "%" | "&".


30

Opr_Add = "+" | "-" | "|".

Opr_Rel = "<" | ">" | "»" | "«" | "~" | "#".

Opr_Rel

< ~»> « #

Instruction_Conditionelle = " اذا " Expression "فان" Bloc_Instructionsواال"] " Bloc_Instructions].

Instuction_Repetition = " بینما " Expression " قم " Bloc_Instructions.


31

Mise en œuvre de l'analyseur lexicale

Elimination des blancs et des caractères de contrôles; Elimination des commentaires; Reconnaissance des mots réservés, des opérateurs, des séparateurs; Reconnaissance des identificateurs, constantes (nombre, chaines de caractères); Remplissage de la table des symboles et de la chaîne de références.

Mise en œuvre de l'analyseur syntaxique

Dans le cadre de ce mini projet, on a choisi la méthode d'analyse par la descente récursive par ce qu'elle est simple à implémenter et qui consiste à crée des procédures correspondants aux non terminaux de la grammaire.

Pour chaque non terminal, une procédure est associée. L'analyse est faite par des appels récursifs aux procédures et avancement lors de la reconnaissance des terminaux.

L'arbre syntaxique est construit au fur et à mesure de l'analyseur. A la reconnaissance d'un terminal; un nœud est crée, et une feuille est crée lors de la reconnaissance d'un terminal.

Mise en œuvre de l'analyseur sémantique

L'analyse sémantique est faite en parallèle avec l'analyse syntaxique, elle comprend: Déclaration des constantes et des variables; Contrôle et conversion de types; Affectation des types et des valeurs; Evaluation des expressions; Mise à jour de la table de symboles; Gestion des erreurs, …

Gestion des erreursEst une tâche qui associée à tous les phases de la compilation, les différents erreurs sont:

Erreurs Lexicales

o Pas de texte source: lorsqu'on dispose du texte source (vide).o Caractère illégal: lorsqu'un caractère n'appartient pas au jeu de caractères est détecté.o Identificateurs erroné: lorsque le lexique de l'écriture d'un identificateur n'est pas respecté.o Identificateurs trop long: lorsque la taille du mot dépasse 64 caractères.

Erreurs Syntaxiques

o Symbole attendu mais un autre est trouvé: Ex. Identificateur attendu mais nombre trouvé.

Erreurs Sémantiques

o Type attendu mais un autre est trouvé: Ex. type entier attendu mais naturel est trouvé.o Opération interdit : Ex. l'opération de soustraction est interdit sur les types chaînes. o Division par zéro.


32

IHM

C'est l'interface entre l'être humain et le compilateur, l'interface de l'application est enrichie par des menus, boites de dialogue, zones de texte, listes, barres d'outils et d'état, …

Ouverture et sauvegarde des fichiers à l'aide des boites de dialogue; Coloration syntaxique des mots réservés; Affichages des données (Table de symboles, chaîne de référence, arbre syntaxique, …); Insertion rapide des mots réservés, opérateurs, séparateurs et les caractères ASCII; Gestion des erreurs (nature, erreur, ligne, colonne, correction); Consultation et enregistrement des erreurs; Commandes standard (Couper, Copier, Coller, Impression, Recherche, …); Extension particulier (.khw) aux fichiers source et association avec l'application; Icônes particuliers aux fichiers *.khw et à l'application; Menus, raccourcis clavier, aide, images, … Inclusion du Rapport, Présentation, Code source à l'application;

Outil de développement

L'outil utilisé pour le développement du Khwarizmi est Borland Delphi 7. Borland Delphi est un environnement de programmation visuelle orienté objet permettant de développer des applications 32 bits en vue de leur deployment sous Windows et sous Linux. Avec Delphi, vous pouvez créer de puissantes applications avec un minimum de programmation.

Delphi propose un ensemble d’outils de conception pour le développement rapide d’applications (RAD), dont des experts programmateur et des modèles d’applications ou de fiches, et gère la programmation orientée objet avec La bibliothèque de classes VCL pour Windows et CLX pour Windows et Linux. [11]

Structure générale de l'applicationLe schéma suivant montre les unités et fichiers de notre application (10 fichiers).

Fig. 13 Structure générale de l'application


33

Problèmes rencontrés

Durant la réalisation du compilateur, plusieurs problèmes ont été apparus, certains problèmes ont été résolus :

Enregistrement des valeurs: par ce que les valeurs associées aux variables et aux constantes ont des types différents, il est impossible de les sauvegarder dans la table de symboles, la solution est d'utiliser des mémoires de stockages (une mémoire pour chaque type).

Le clavier arabe ne support pas quelques caractères, la solution est utiliser des insertions rapide à l'aide du menu ou de la liste des codes ASCII, ainsi que l'utilisation des raccourcis.

Les caractères Unicodes ne sont pas supportables par les composants standards du Delphi tel que ≤, ≥, ≠, ≈, la solution est d'utiliser des composants tels que la suite des composants TNT Delphi UNICODE Controls Project ou TMS Unicode Component Pack.

L'utilisation de lettres arabes et latines dans la même ligne cause un problème à cause de l'orientation du texte (gauche ou droite), la solution est d'utiliser les lettres arabes seulement.

En à deux types de constantes : des constantes déclarées et non déclarées, la solution est de nommée les constantes déclarées par des fixes.

La déclaration des fixes (constantes) cause une double entrée dans la table de symboles et dans les mémoires de stockages (gaspillage de mémoire), une entrée lors de la reconnaissance de constantes (analyse lexicale), l'autre dans l'affection du type et de la valeur (analyse sémantique).

Les erreurs syntaxiques et sémantiques n'ont pas de rapport avec la ligne et la colonne de l'éditeur, car la relation est avec la chaîne de référence seulement.

Historique du Khawarizmi

Date Version Tâche02-12-06 Automate union.23-12-06 0.030 Analyse lexicale:

Table de transitions Tables de symboles. Chaine de références. Erreurs lexicales.

16-01-07 Grammaire du Khawarizmi28-03-07 0.050 Analyse syntaxique:

Procédures de la descente récursive.04-04-07 0.060 Arbre syntaxique.08-05-07 0.080 Analyse sémantique:

Déclaration des variables et des constantes.

Affectation des valeurs.

Contrôle et conversion des types.

Evaluation des expressions.

Mise à jour de la table de symboles.

Compilateur Khawarizmi Conclusion

34

Conclusion

La réalisation du compilateur du mini langage nous a aidés à comprendre et à appliquer les différents techniques et méthodes d’analyse, de la compilation et de la programmation.

On a remarqué clairement durant la réalisation du mini projet la complexitéet la complication de différentes techniques de compilation, parce qu'il s'agit du traitement et d'analyse automatique des textes.

L'utilisation des outils tel que lex, yacc et plusieurs d'autres peut faciliter la tâche aux programmeurs, surtout dans la phase d'analyse.

Les techniques de compilation sont utiles non seulement pour les compilateurs, mais aussi peut servir à des taches importants tel que la traduction entre les langes, la vérification grammatical et orthographiques des textes, la conversion des codes source entre langages de programmation (C en JAVA), la transformation des formats de fichier (HTML en latex)…

Le choix de la langue arabe à pour but d’encourager des informaticiens à exploité cette langue dans leurs systèmes d’information.

En fin, en remercie infiniment notre enseignent chargé de cours monsieur ALLAOUI Taher pour son support, son aide et son sollicitude.

Compilateur Khawarizmi Bibliographie

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Bibliographie

1. Histoire de l'informatique, URL : http://histoire.info.online.fr/prog.html

2. Dictionnaire de l'informatique et l'Internet, Micro Application 1997.

3. Comment ça marche http://www.commentcamarche/langages/programme.htm

4. Compilateur, Encyclopédie Wikipedia, Décembre 2005.

URL : http://fr.wikipedia.org/wiki/Compilateur

5. Construction d'un Petit Compilateur de Pascal. Interpréteur

URL : http://www2.lifl.fr/pcp/pcp003.html

6. Forme de Backus-Naur, Encyclopédie Wikipedia, Décembre 2005.

URL : http://fr.wikipedia.org/wiki/Forme_de_Backus-Naur

7. EBNF, Encyclopédie Wikipedia, Décembre 2005.

URL : http://fr.wikipedia.org/wiki/EBNF

8. Concepts des langages informatiques, EBNF & Diagrammes syntaxiques.

9. Compiler Construction, Niklaus Wirth, Zürich, November 2005.

10. The programming Language PASCAL, Niklaus Wirth, Zürich, November 1972

URL : http://www.moorecad.com/standardpascal/Wirth-PascalRevisedReport.pdf

11. Guide du développeur, Borland Delphi 7 pour Windows.

12. Support de cours compilation, ALLAOUI Taher, 4éme année informatique, Université de

Laghouat, 2006-2007.

http://histoire.info.online.fr/prog.html

http://www.commentcamarche/langages/programme.htm

http://fr.wikipedia.org/wiki/Compilateur

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http://fr.wikipedia.org/wiki/Forme_de_Backus-Naur

http://fr.wikipedia.org/wiki/EBNF

http://www.moorecad.com/standardpascal/Wirth-PascalRevisedReport.pdf

Réalisation d'un compilateur de mini langage - Khawarizmi

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