常州工學(xué)院《編譯原理》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁常州工學(xué)院《編譯原理》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在詞法分析中，有限自動機(jī)是一種重要的工具。關(guān)于確定有限自動機(jī)（DFA）和非確定有限自動機(jī)（NFA），以下說法錯誤的是：（）A.DFA的每個狀態(tài)對于輸入字符的轉(zhuǎn)移是唯一確定的，而NFA不是B.任何NFA都可以轉(zhuǎn)換為等價的DFAC.DFA的狀態(tài)數(shù)一定少于或等于與其等價的NFA的狀態(tài)數(shù)D.在詞法分析器的實現(xiàn)中，通常使用NFA而不是DFA，因為NFA更簡單2、中間代碼的形式有多種，例如三地址碼、逆波蘭式等，以下關(guān)于中間代碼形式的比較，不正確的是？（）A.三地址碼直觀易懂，便于優(yōu)化B.逆波蘭式便于計算機(jī)處理表達(dá)式C.中間代碼形式的選擇對編譯結(jié)果沒有影響D.不同的中間代碼形式在不同場景下各有優(yōu)勢3、在代碼生成階段，編譯器需要將中間代碼轉(zhuǎn)換為目標(biāo)機(jī)器的指令。假設(shè)目標(biāo)機(jī)器是一個具有固定寄存器分配策略的體系結(jié)構(gòu)，對于頻繁使用的變量，編譯器通常會優(yōu)先將其分配到：（）A.通用寄存器B.內(nèi)存C.棧D.高速緩存4、編譯原理是計算機(jī)科學(xué)中的重要領(lǐng)域，它涉及將高級編程語言轉(zhuǎn)換為機(jī)器語言。以下關(guān)于編譯過程的描述中，錯誤的是？（）A.編譯過程通常包括詞法分析、語法分析、語義分析、中間代碼生成、代碼優(yōu)化和目標(biāo)代碼生成等階段B.詞法分析階段將源程序分解為一個個單詞，如標(biāo)識符、關(guān)鍵字、運算符等C.語法分析階段檢查源程序的語法結(jié)構(gòu)是否正確，如括號是否匹配、語句是否完整等D.編譯過程中只需要進(jìn)行一次詞法分析和語法分析，后續(xù)階段不需要再次進(jìn)行5、在代碼優(yōu)化中，循環(huán)不變量外提是一種針對循環(huán)的優(yōu)化技術(shù)，以下關(guān)于循環(huán)不變量的描述，錯誤的是？（）A.在循環(huán)中值不變的表達(dá)式B.外提后可以減少循環(huán)內(nèi)的計算C.所有的循環(huán)不變量都可以外提D.外提時需要考慮其使用位置6、在符號表的實現(xiàn)中，采用鏈表存儲符號信息時，以下關(guān)于鏈表的描述，不正確的是？（）A.插入和刪除操作比較方便B.查找操作的效率較低C.適合符號數(shù)量較少的情況D.鏈表的存儲空間利用率高7、關(guān)于編譯過程中的語法樹（SyntaxTree），以下說法準(zhǔn)確的是：（）A.語法樹直觀地展示了源程序的語法結(jié)構(gòu)，是語法分析的重要結(jié)果之一B.語法樹的節(jié)點只包含終結(jié)符，不包含非終結(jié)符C.語法樹的構(gòu)建是在詞法分析階段完成的，與語法分析無關(guān)D.語法樹的形狀和結(jié)構(gòu)對于代碼生成沒有任何影響8、語法分析中的預(yù)測分析表是LL(1)分析法的重要組成部分。假設(shè)我們有一個語法規(guī)則集，要構(gòu)建預(yù)測分析表，以下哪個因素是關(guān)鍵的？（）A.每個非終結(jié)符的First集合和Follow集合B.終結(jié)符的數(shù)量C.非終結(jié)符的數(shù)量D.語法規(guī)則的數(shù)量9、對于編譯原理中的并行編譯技術(shù)，以下關(guān)于任務(wù)并行和數(shù)據(jù)并行的描述，哪一項是錯誤的？（）A.任務(wù)并行是將一個程序分解為多個可以獨立執(zhí)行的任務(wù)，在不同的處理器上同時執(zhí)行B.數(shù)據(jù)并行是對數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分，多個處理器同時對不同的數(shù)據(jù)部分進(jìn)行相同的操作C.任務(wù)并行主要適用于具有明顯任務(wù)劃分的程序，而數(shù)據(jù)并行適用于數(shù)據(jù)密集型的計算D.并行編譯技術(shù)可以在不改變串行程序邏輯的情況下，自動實現(xiàn)任務(wù)并行和數(shù)據(jù)并行，無需程序員的干預(yù)10、目標(biāo)代碼生成是編譯的最后一個階段，將中間代碼或語法樹轉(zhuǎn)換為目標(biāo)機(jī)器的指令代碼。對于目標(biāo)代碼生成，以下說法不正確的是：（）A.目標(biāo)代碼可以是機(jī)器語言代碼，也可以是匯編語言代碼B.目標(biāo)代碼生成需要考慮目標(biāo)機(jī)器的寄存器分配、指令選擇等問題C.不同的目標(biāo)機(jī)器可能需要不同的目標(biāo)代碼生成策略D.目標(biāo)代碼生成過程中不需要考慮目標(biāo)機(jī)器的存儲管理和尋址方式11、目標(biāo)代碼生成是編譯的最后一個階段，將中間代碼轉(zhuǎn)換為特定機(jī)器的目標(biāo)代碼。在生成目標(biāo)代碼時，需要考慮的因素不包括？（）A.機(jī)器的指令系統(tǒng)B.寄存器的使用C.源程序的語法結(jié)構(gòu)D.存儲單元的分配12、在詞法分析中，使用有窮自動機(jī)識別單詞時，若狀態(tài)無法轉(zhuǎn)移，意味著？（）A.輸入字符串非法B.識別到一個單詞C.詞法分析器出錯D.需要回溯13、在自底向上的語法分析方法中，如算符優(yōu)先分析法，對于表達(dá)式

a+b*c

，其歸約過程通常是：（）A.從左到右依次歸約B.從右到左依次歸約C.先歸約乘法運算，再歸約加法運算D.先歸約加法運算，再歸約乘法運算14、編譯過程中的錯誤處理是一個關(guān)鍵部分。當(dāng)編譯器遇到語法錯誤時，通常采取的策略是：（）A.立即停止編譯，報告錯誤B.嘗試自動修復(fù)錯誤并繼續(xù)編譯C.跳過錯誤部分，繼續(xù)編譯后面的代碼D.回退到之前的正確位置，重新分析15、在編譯過程中，詞法分析的主要任務(wù)是將輸入的源程序分割成一個個單詞符號，以下關(guān)于詞法分析的描述，正確的是：（）A.詞法分析可以識別程序中的所有語法錯誤B.詞法分析器不需要考慮上下文信息，只關(guān)注單個單詞的識別C.詞法分析的結(jié)果直接生成目標(biāo)代碼D.詞法分析器會對單詞進(jìn)行語義分析和計算16、在編譯過程中，對于代碼的調(diào)試信息生成，假設(shè)我們希望在生成的目標(biāo)代碼中包含足夠的調(diào)試信息，以便在調(diào)試器中進(jìn)行有效的調(diào)試。以下哪種方式能夠生成最有用的調(diào)試信息？（）A.包含源代碼行號和變量名B.記錄函數(shù)調(diào)用棧C.生成符號表和類型信息D.以上方式都很重要，綜合使用能夠生成最有用的調(diào)試信息17、中間代碼生成是編譯過程中的一個重要步驟，它將源程序轉(zhuǎn)換為一種更易于優(yōu)化和目標(biāo)代碼生成的中間表示形式。以下關(guān)于中間代碼的描述，不正確的是：（）A.常見的中間代碼形式有三地址碼、四元式、三元式等B.中間代碼的生成可以基于語法樹或抽象語法樹進(jìn)行C.中間代碼的設(shè)計應(yīng)盡量接近目標(biāo)機(jī)器的指令集，以減少目標(biāo)代碼生成的難度D.中間代碼生成的過程中可以進(jìn)行一些常量折疊、代數(shù)優(yōu)化等簡單的優(yōu)化操作18、在編譯優(yōu)化中，循環(huán)優(yōu)化是一個重要的方面。關(guān)于循環(huán)優(yōu)化，以下描述不正確的是：（）A.代碼外提是一種循環(huán)優(yōu)化技術(shù)，將循環(huán)不變量提到循環(huán)外計算B.強(qiáng)度削弱是將復(fù)雜的運算替換為更簡單但等價的運算，以提高循環(huán)效率C.循環(huán)展開可以增加每次循環(huán)執(zhí)行的工作量，從而減少循環(huán)的次數(shù)D.循環(huán)優(yōu)化只適用于簡單的循環(huán)結(jié)構(gòu)，對于復(fù)雜的嵌套循環(huán)無法進(jìn)行優(yōu)化19、在詞法分析中，有限自動機(jī)是一種重要的工具。確定有限自動機(jī)和非確定有限自動機(jī)的區(qū)別在于？（）A.狀態(tài)轉(zhuǎn)移的確定性B.接受語言的能力C.能否用于實際的詞法分析D.對復(fù)雜詞法規(guī)則的描述能力20、語義分析階段在編譯過程中負(fù)責(zé)檢查和處理程序中的語義錯誤，并為代碼生成階段收集必要的信息。對于語義分析，以下描述不正確的是：（）A.語義分析需要確定變量的類型、作用域以及是否被正確使用B.語義分析要檢查表達(dá)式的運算是否合法，例如除數(shù)是否為零C.語義分析會為中間代碼生成階段構(gòu)建符號表，用于存儲變量和函數(shù)的相關(guān)信息D.語義分析只關(guān)注程序的語法結(jié)構(gòu)是否正確，不涉及程序的具體邏輯和含義21、在自底向上的語法分析方法中，常用的算法是LR分析算法，以下關(guān)于LR分析的描述，正確的是？（）A.它可以處理所有的上下文無關(guān)文法B.不需要向前查看輸入符號C.分析表的構(gòu)造比較簡單D.對文法的限制較少22、在編譯原理中，關(guān)于代碼優(yōu)化的技術(shù)，以下關(guān)于常量傳播的描述，哪一個是正確的？（）A.常量傳播是將程序中的變量替換為其在特定上下文中的常量值，前提是該變量的值在該上下文不會改變B.它主要用于優(yōu)化循環(huán)結(jié)構(gòu)，減少循環(huán)的執(zhí)行次數(shù)C.常量傳播會增加程序的代碼量，但能提高程序的可讀性D.這種技術(shù)只適用于整數(shù)類型的常量，對于浮點數(shù)和字符串常量不適用23、在編譯原理中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇對編譯程序的性能有重要影響。關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在編譯中的應(yīng)用，以下說法錯誤的是：（）A.棧可以用于表達(dá)式求值、語法分析中的符號棧等B.隊列可以用于實現(xiàn)詞法分析中的字符緩沖區(qū)C.二叉樹常用于符號表的組織和語法樹的構(gòu)建D.圖結(jié)構(gòu)在編譯中很少使用，因為其復(fù)雜性較高24、在目標(biāo)代碼生成中，對于條件跳轉(zhuǎn)指令的生成需要考慮目標(biāo)機(jī)器的特性。假設(shè)目標(biāo)機(jī)器的條件跳轉(zhuǎn)指令有一定的限制，以下哪種方式可能用于優(yōu)化條件跳轉(zhuǎn)的生成？（）A.減少條件跳轉(zhuǎn)的使用B.合并條件跳轉(zhuǎn)C.改變條件判斷的順序D.以上都有可能25、在編譯過程中，詞法分析的主要任務(wù)是將輸入的源程序分割成一個個的單詞符號。對于以下代碼片段

intnum=10;

，詞法分析器在處理時，會將

int

識別為以下哪種單詞符號類型？（）A.標(biāo)識符B.關(guān)鍵字C.常量D.運算符二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）論述在編譯優(yōu)化中，如何利用分支預(yù)測技術(shù)提高程序的執(zhí)行效率，舉例說明常見的分支預(yù)測算法和效果。2、（本題5分）在編譯原理中，解釋文法的最小化問題，說明如何將一個文法最小化以減少狀態(tài)數(shù)量和提高語法分析的效率。3、（本題5分）論述編譯過程中的并行編譯中的任務(wù)調(diào)度和負(fù)載均衡策略，以及如何在多核環(huán)境下提高編譯效率。4、（本題5分）解釋編譯過程中的代碼生成中的浮點運算的優(yōu)化，如舍入模式的選擇、精度控制和異常處理。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）對于一個支持代碼版本控制和差異比較的編譯系統(tǒng)，闡述如何在編譯過程中記錄代碼的變更歷史，并生成有意義的版本差異報告。討論版本控制對軟件開發(fā)流程的影響，通過一個多次修改的代碼項目展示版本比較的結(jié)果，字?jǐn)?shù)不少于2450字。2、（本題5分）考慮一個支持代碼混淆和加密的編譯系統(tǒng)，描述混淆和加密的級別（如輕度、中度、重度）和相應(yīng)的技術(shù)實現(xiàn)。解釋如何平衡代碼的安全性和可讀性，以及對性能的影響。給出一個程序示例，并展示不同混淆和加密級別下的代碼效果。3、（本題5分）假設(shè)我們正在設(shè)計一種新的編程語言，其中包括了復(fù)雜的類型系統(tǒng)和函數(shù)式編程特性。在編譯過程中，需要對類型進(jìn)行嚴(yán)格的檢查和推導(dǎo)，以確保程序的正確性和安全性。請詳細(xì)描述在詞法分析、語法分析、語義分析、中間代碼生成和代碼優(yōu)化等階段，如何處理這種復(fù)雜的類型系統(tǒng)和函數(shù)式編程特性，并給出相應(yīng)的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計。同時，考慮如何處理可能出現(xiàn)的類型錯誤和優(yōu)化函數(shù)調(diào)用的效率。4、（本題5分）深入研究在編譯原理中，編譯器如何支持函數(shù)式編程語言（如Haskell或Lisp）的特性。包括高階函數(shù)、惰性求值、閉包等。以一個函數(shù)式編程的示例代碼，展示編譯器如何實現(xiàn)這些特性并進(jìn)行優(yōu)化。5、（本題5分）在編譯一個具有特定的性能分析和調(diào)優(yōu)工具集成的編譯環(huán)境時，解釋如何在編譯和運行時收集性能數(shù)據(jù)，以及如何根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行代碼優(yōu)化。描述常見的性能指標(biāo)和分析方法，通過一個性能瓶頸的代碼示例展示調(diào)優(yōu)過程，字?jǐn)?shù)不少于