Cours théorie des langages
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@ -5,6 +5,6 @@ Cours de Licence3 Semestre 2
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- [Systèmes d'exploitation](/systemesdexploitation/README.md)
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- [Conception de systèmes d'information](/conceptiondesystemesdinformation/README.md)
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- Paradigmes de programmation
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- Théorie des langages et compilation
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- [Théorie des langages et compilation](/theoriedeslangagesetcompilation/README.md)
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- [Systèmes distribués](/systemesdistribues/README.md)
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- Anglais
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Théorie des langages de programmation & compilation
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#### Cours
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1. [Cours 1](/cours/1.md)
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#### TDs
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#### TPs
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### Motivations
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Concept de **langage formel**
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- créé par les linguistes pour décrire les langages naturels
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- effectuer des traductions automatiques
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- Noam CHOMSKY: modèle mathématique pour les grammaires
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- 1958: langage ALGOL décrit à l'aide d'une grammaire "Hors-Contexte" (notations BNF: description d'un langage de prog.)
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Pourquoi étudier les langages formels ?
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- conception de langages: syntaxe et grammaire
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- Analyse
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- lexicale: déterminer les entités syntaxiques)
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- syntaxicale: vérifier la syntaxe
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- compilation: traduction
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- Générateurs d'analyseurs lexicaux (ex: lex)
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- Méta-compilateurs : compilateurs de compilateurs, ou générateurs de compilateur (ex: compilateur Ada compilé avec gcc)
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- Nécessaire pour l'étude des langages de programmation
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### Un compilateur ?
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PROGRAMME SOURCE => COMPILATEUR => PROGRAMME CIBLE
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v
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nessages d'erreur
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Un compilateur est un **programme** qui
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- prend en entrée une **donnée textuelle** source (programme, donnée xml, fichier de configuration, etc)
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- la reconnait (l'analyse) pour vérifier sa correction
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- émet éventuellement un **message d'erreur**
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- le traduit dans le **langage cible**
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Le processus de compilation est généralement analysé comme une série de phases:
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- Phase: opération logiquement distincte, qui à partir d'une représentation du programme, produit une autre représentation en entrée d'une phase
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Phases:
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1. Analyse lexicale ]
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2. Analyse syntaxique ] Phases d'analyse
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3. Analyse sémantique ]
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4. Génération du code intermédiaire ]
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5. Optimisation du code intermédiaire ] Phases de synthèse
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6. Génération du code objet (exécutable) ]
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### Compilateur : Phases d'analyse
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##### Analyse lexicale
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- Consiste à lire le texte source (char par char), et produit une **chaine d'instructions** séparées par un caractère particulier appelé **séparateur**
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- Former des unités lexicales appelées **lexèmes**
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- Eliminer le informations inutiles (commentaires, etc)
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- Présenter une chaine d'entree à l'analyseur syntaxique
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Un **lexème** peut être défini comme une unité propre à un langage considéré:
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- mots-clés, les identificateurs, les séparateurs, etc
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- il y a correspondance avec la table des symboles
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On peut distinguer 2 types de lexèmes (ex. Fortran)
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1. mots spécifiques du langage (if, for, struct, ...)
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2. identificateurs (
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##### Analyse syntaxique
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- Consiste à prélever des instructions de la chaine délivrée par l'analyseur lexical et déterminer si chacune est conforme aux **règles de syntaxe** du langage considéré.
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- Vérification en construisant l'**arbre syntaxique** de l'instruction à analyser
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- Les feuilles de l'arbre doivent être les **lexèmes** consistuant l'instruction
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- Pour construire l'arbre, l'analyseur syntaxique dispose de **règles de syntaxe** (grammaire) du langage considéré
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##### Analyse sémantique
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- Destinée à la détection d'erreurs sur la manipulation des objets du langage de programmation, et en particulier au **contrôle de types**
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- **Exemple**: contrôle à travers l'arbre syntaxique, fourni par l'analyseur syntaxique, si chaque opérateur est appliqué à de opérandes ayant les types permis par la spécification du langage considéré
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- Elle n'existe pas dans tous les compilateurs; apparue avec les langages typés (Pascal)
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### Compilateur : Phases de synthèse
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##### La génération du code intermédiaire
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- Utilisation des variables intermédiaires
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- Choix de l'ordre pour faire le calcul
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##### L'optimisation du code intermédiaire
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- Amélioration du code intermédiaire
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- Réduction du nombre de variables de d'instructions
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##### La génération du code cible
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- Choix des emplacements mémoire pour les variables
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- Assignation des variables aux registres
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### Compilateur : Phases
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##### La gestion des erreurs
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- ANalyse lexicale: caractère illégal, identificateur trop long, nombre illégal
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- Analyse syntaxique: parenthèses manquantes au sens général( (), begin, etc)
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- Analyse sémantique: opérateur incompatible avec le type de l'objet considéré, dépassement d'intervalle, division par 0
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- Génération du code cible: dépassement de capacité, etc
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- Table des symboles: double déclaration
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##### La génération de la table des symboles
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- Enregistre les identificateurs et les attributs (emplacement mémoire, typage, etc)
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- Chaque identificateur (variable) a une entrée dans la table des symboles
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- L'analyseur lexical crée une entrée dans la table des symboles à chaque fois qu'il rencontre un nouvel identificateur
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### Outils pour la compilation
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##### Correction
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- Entrée invalide détectée ?
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- Sortie conforme aux attentes ?
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- Outil de prédilection = **théorie des langages**
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##### Efficacité
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- Faut-il attendre le résultat de la compilation ?
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- Outil de prédilection = **algorithmique**
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##### Bonne conception du logiciel
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- Logiciel facile à modifier/étendre ?
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- Outil de prédilection = **Génie Logiciel (GL)**
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### Thérie de langages pour la compilation ?
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Permet de définir rigoureusement et reconnaitre algorithmiquement (pour les langages source et cible):
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- Leur **vocabulaire** ou **lexique** : les mots autorisés
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- analyse lexicale
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- automates à nombre fini d'états
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- Leur **syntaxe**: la structure des phrases autorisées:
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- analyse syntaxique
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- automates à pile, grammaires algébriques
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||||
- Leur **sèmantique**: la signification des phrases autorisées
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||||
- analyse sémantique
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- grammaires attribuées
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### Programmation et modalités de contrôle
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Programme
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- Introduction
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- Langages
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- Grammaires
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- Automates finis
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- Expressions régulières
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- ...
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Modalités de contrôle des connaissances:
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- Contrôle continue écrit = 30%
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- Examen écrit = 70%
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