Modernizaci

1
Modernización de la Enseñanza de la Traducción

• Manuel E. Bermúdez, Ph.D.
• University of Florida
• Gainesville, FL
• manuel_at_cise.ufl.edu
• http//www.cise.ufl.edu
• Año Sabático en ULA, Mérida, Venezuela

2
Resumen

• La declinación del curso tradicional de
  compiladores.
• Por qué reformar el curso ?
• El nuevo diseño del curso
• Objetivos.
• Reorganización del material.
• Contraste con el diseño antiguo.
• Aplicaciones.

3
Objetivos del curso tradicional de compiladores

• Discutir las fases de un compilador, los modelos
  matemáticos relevantes,y los paquetes
  disponibles
• Análisis léxico (lenguajes regulares, lex)
• Análisis sintáctico (lenguajes libres de
  contexto, yacc).
• Análisis de semántica estática.
• Generación de código.
• Optimización de código.
• Implementar (parte de) un compilador.

4
El curso tradicional de Compiladores

• Hasta hace algunos años, se consideraba
  indispensable.
• En declinación hoy día, en muchos programas.
• Se ofrece menos a menudo.
• Hay menos instructores.
• Hay menos estudiantes.

5
Razones para la declinación

• Madurez del área.
• Proliferación de lenguajes y paradigmas, cursos
  en estos temas son más frecuentes.
• Curriculum ACM 2001 Profesora Mary Shaw (CMU)
  termodinámica vs. diseño de calderas, principios
  vs. artefactos. Compiladores y Sistemas
  Operativos son artefactos dinosaurios.
• Muy pocos graduados diseñan o mantienen
  compiladores.
• Cada día hay menos profesores en el área (fuga a
  Microsoft ?).

6
Problemas con el curso tradicional de compiladores

• El curso se considera obsoleto. El material ya
  no se considera indispensable.
• El material se considera especializado,
  opcional en el curriculum.
• El objetivo de construir un compilador de
  verdad se considera obsoleto.

7
Problemas con el curso tradicional de
compiladores (cont.)

• El proyecto no compagina con el material del
  curso.
• Trabajo en equipo en el proyecto es frustrante
  para implementar una fase, se necesita saber de
  las demás fases.
• Curso novela de misterio.
• Un curso esotérico y difícil. Poco popular.

8
Problemas con el curso tradicional de
compiladores (cont.)

• El libro de texto Construcción de
  Compiladores Principios, Técnicas
  y Herramientas, Addison-Wesley,
  1986, segunda (última) edición,
  Aho, Sethi, Ullman.
• Todos están de acuerdo (incluyendo los tres
  autores) el libro es demasiado grande, y carece
  de pedagogía. No habrá tercera edición.

9
Problemas con el curso tradicional de
compiladores (cont.)

• Todos los demas libros (SÍ, TODOS) son la versión
  resumida favorita del autor, del material en el
  Dragón Rojo.
• Los mismos temas, en el mismo orden.
• Profesores (des)enfatizan sus temas favoritos (o
  los que conocen).
• Mala pedagogía.

10
Por qué reformar el curso de compiladores ?

• El curso agoniza, pero no muere.
• Tiene contenido importante que TRANSCIENDE el
  tema de compiladores
• Reconocimento sintáctico (lenguajes regulares,
  libres de contexto, lex, yacc).
• Traducción de lenguajes artificiales.
• Un proyecto de software de tamaño significativo.

11
Por que reformar el curso de compiladores ?

• El curso necesita la transición filosófica de
  artefacto (compilador) a mecanismo
  (traductor).
• HAY QUE HACER ALGO CON EL CURSO, y abolirlo no es
  una opción.

12
El Nuevo Diseño

• Se llamará TRADUCCIÓN DE LENGUAJES.
• Orientado hacia el proyecto.
• Sólo el material teórico relevante.
• NO se implementa un compilador desde cero.
• Se EXTIENDE un compilador dado, para un lenguaje
  imperativo mínimo variables enteras, , -
  unario, lt, asignación, secuencia, if,
  while.

13
Gramática de Tiny

• Tiny -gt 'program' Name '' Dclns Block '.'
• Dclns -gt 'var' (Dcln '')
• -gt
• Dcln -gt Name list ',' '' Type
• Type -gt 'integer'
• -gt 'boolean
• Block -gt '' Statement list '' ''
• Statement -gt Name '' Expression
• -gt 'output' '(' Expression ')'
• -gt 'if' '(' Expression ')'
  Statement
• 'else' Statement
• -gt 'while' '(' Expression ')'
  Statement
• -gt Block
• Expression -gt Term
• -gt Term 'lt' Term
• Term -gt Term '' Primary
• -gt Term
• Primary -gt '-' Primary
• -gt 'read'

14
El Nuevo Diseño

• DISEÑO VIEJO DISEÑO NUEVO
• 1.Introducción. 1. Introducción.
• 2.Descripción del lenguaje. 2. Descripción del
  traductor.
• 3. Análisis léxico. 3.Traducción de operadores.
• 4. Análisis sintáctico. 4. Traducción de
  instrucciones.
• 5. Análisis de semántica estática. 5. Traducción
  de tipos de datos.
• 6. Generación de código. 6. Traducción de
  subrutinas.
• 7. Optimización de código. 7. Traducción de
  estructuras. estáticas (vectores).
• 8. Estructuras de ejecución, 8. Traducción de
  estructuras
• generación de código final. dinámicas
  (punteros).

15
El Diseño Tradicional
Análisis léxico Análisis sintáctico Semántica estática Generación de código
Operadores
Instrucciones
Tipos de datos
Subrutinas
Estructuras estáticas
Estructuras dinámicas
DISEÑO TRADICIONAL POR COLUMNA , en el orden
dictado por el compilador (???)
16
El Diseño Nuevo
Análisis léxico Análisis sintáctico Semántica estática Generación de código
Operadores
Instrucciones
Tipos de datos
Subrutinas
Estructuras estáticas
Estructuras dinámicas
DISEÑO NUEVO POR FILA, en espiral, en orden
ascendente de complejidad.
17
El Diseño Nuevo

• Principios filosóficos fundamentales
• Orden de eventos pedagógico ?
  Orden de eventos en el
  compilador.
• Conservar los tópicos fundamentales en el tema de
  traducción, que TRANSCIENDEN el tema
• Análisis sintáctico (regular y libre de contexto)
• Experiencia con un programa GRANDE abstracción,
  mantenimiento.
• El objetivo NO es enseñar diseño de compiladores
  de producción.

18
El Diseño Nuevo

• Se elimina generación de código final.
• Se elimina optimización de código.
• Se elimina el problema de asignación de
  registros.
• Se eliminan valores de punto flotante.
• Se utiliza una máquina virtual (JVM ?)

19
Objetivos

• Diseño viejo Diseño nuevo
• 1.Fases del compilador. 1. ?
• 2.Modelos matemáticos. 2. ? (simplificados,
  luego ...)
• 3. Herramientas. 3. ?
• 4. Análisis léxico. 4.?
• 5. Análisis sintáctico. 5. ?
• 6. Semántica estática. 6. ?
• 7. Generación de código. 7. ? (sólo código
  intermedio)
• 8. Optimización de código. 8.?
• 9. Implementar un compilador. 9. ?
  (extendiéndolo)
• 10. Compilador de producción. 8.?

20
El Sistema Actual

• Escrito en C, traducido de Pascal ?.
• Corre bajo UNIX y Linux.
• Utiliza lex y yacc (con un pre-procesador).
• El estudiante trabaja con 4 archivos
• Especificación léxica (1 página).
• Especificación sintáctica (1 página).
• Analizador de semántica estática (400 líneas).
• Generador de código (400 líneas).

21
El Sistema Actual
22
Investigación Previa

• Resultados de investigación 1982-1996
• Versión sencilla y didáctica de análisis
  sintáctico LL(1) y descenso recursivo.
• Versión sencilla y didáctica de análisis
  sintáctico LR(0), SLR(1), y LALR(1).
• Publicaciones ...
• Un juego de apuntes para el curso de compiladores
  en UF (ofrecido anualmente)
• Los misteriosos algoritmos LR ...

23
Investigación Previa (cont.)

• Resultados de investigación 1996-1998
• Intento de reforma al curso de compiladores.
• Reforma hacia C y el paradigma de la
  orientación a objetos.
• Licencia sabática y Fulbright, Universidad de
  Costa Rica.
• Período Fulbright corto (6 meses), programa de
  Master joven en la UCR.
• Una tesis de M.Sc. en UFL, Youli Kanev, 1997.

24
Actividades Recientes

• Tema retomado en 2001 curso de compiladores en
  peligro de extinción !
• Proyecto financiado por SUCCEED en verano 2001
  nuevas ideas en torno a recomendaciones ACM 2001.
• 2002-2003 Estudiantes (2 M.Sc., 1 Ph.D.)
  implementando el sistema en
• Java, C, C. (Windows, .NET)
• Fulbright, para ULA, Mérida, Venezuela, 2003-2004.

25
Planes para 2003-2004

• Concluir implementaciones en Java, C, C.
  Apoyo financiero de Microsoft.
• Artículo presentado 1/2003 SSGRR.
• Escribir propuesta de libro de texto, y capítulos
  muestra.
• Diseñar contenido del libro en detalle.
• Negociar con casa editoriales ?

26
Planes para 2003-04 en la ULA

• Primer semestre un seminario de pos-grado
  buscar y describir aplicaciones fuera del área de
  compilación.
• Segundo semestre impartir el nuevo curso, para
  estudiantes de pre-grado.
• A traves del año, escribir el libro de texto.
• Hora de cerrar 20 años de estudio de
  compiladores. ?

27
Preguntas ?