浙江师范大学行知学院《编译原理》2023-2024学年第二学期期末试卷

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2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在编译过程中，词法分析的主要任务是将输入的源程序分割成一个个的单词符号，以下关于词法分析的描述，错误的是：（）A.词法分析需要识别关键字、标识符、常量、运算符等单词符号B.词法分析可以使用有限自动机来实现C.词法分析器通常不需要考虑上下文信息，只关注当前字符和其后续的字符序列D.词法分析的结果直接生成目标代码2、语法分析器在处理输入字符串时，可能会使用预测分析表。预测分析表是基于：（）A.上下文无关文法B.上下文有关文法C.正规文法D.以上都不是3、在代码优化阶段，编译器需要对中间代码进行各种优化操作以提高程序的执行效率。假设我们有一段中间代码，其中包含大量的重复计算。以下哪种优化技术最有可能被用于消除这些重复计算？（）A.常量传播B.公共子表达式消除C.强度削弱D.代码外提4、语法分析中的自底向上分析方法在处理某些语法结构时具有优势。假设要分析一个包含嵌套括号的表达式，以下哪种自底向上的分析方法可能更适用？（）A.算符优先分析法B.LR(0)分析法C.SLR(1)分析法D.以上都适用5、语法分析中的预测分析表是LL(1)分析法的重要组成部分。假设我们有一个语法规则集，要构建预测分析表，以下哪个因素是关键的？（）A.每个非终结符的First集合和Follow集合B.终结符的数量C.非终结符的数量D.语法规则的数量6、在目标代码生成阶段，为了提高代码的执行效率，常常需要考虑寄存器的分配，以下关于寄存器分配的策略，不正确的是？（）A.尽可能将频繁使用的变量分配到寄存器B.按照变量的使用频率依次分配寄存器C.只在函数开始时进行一次寄存器分配D.考虑变量的生命周期来优化分配7、中间代码生成是编译过程中的一个重要环节。关于中间代码的形式，以下说法错误的是：（）中间代码是一种介于源程序和目标代码之间的表示形式，其目的是便于进行代码优化和目标代码生成。常见的中间代码形式有三地址码、后缀表达式、抽象语法树等。中间代码生成需要根据源程序的语法结构和语义信息，将其转换为相应的中间代码形式。那么，以下关于中间代码的说法中，错误的是：A.中间代码的设计应便于进行优化操作B.不同的编译器可以采用不同的中间代码形式C.中间代码生成过程中不需要考虑目标机器的特性D.中间代码可以提高编译的效率和可移植性8、代码优化是提高程序执行效率和质量的重要手段。在编译过程中，关于代码优化的描述，哪一项是不准确的？（）A.代码优化可以在中间代码阶段和目标代码阶段进行B.常见的代码优化技术包括删除冗余代码、强度削弱、循环优化等C.代码优化的目标是使生成的目标代码运行速度最快，而不考虑代码的大小D.代码优化需要在不改变程序语义的前提下进行，以保证程序的正确性9、符号表的管理涉及到存储空间的分配和回收，以下关于符号表存储空间管理的说法，不正确的是？（）A.可以采用静态分配或动态分配策略B.动态分配可以更灵活地利用存储空间C.存储空间管理方式不会影响符号表的查找效率D.合理的管理方式可以节省存储空间10、中间代码的形式有多种，例如三地址码、逆波兰式等，以下关于中间代码形式的比较，不正确的是？（）A.三地址码直观易懂，便于优化B.逆波兰式便于计算机处理表达式C.中间代码形式的选择对编译结果没有影响D.不同的中间代码形式在不同场景下各有优势11、在处理异常处理的代码时，编译器需要生成相应的代码来处理异常的抛出和捕获。假设在一个程序中，异常可能在多个不同的位置被抛出。以下哪种方式能够有效地组织和管理异常处理的代码？（）A.为每个可能抛出异常的位置生成独立的处理代码B.集中生成一个统一的异常处理模块C.将异常处理代码与正常的业务逻辑代码混合在一起D.以上方式都不是最优的，需要根据具体的程序结构来决定12、在编译过程中，语法分析是一个重要的环节。假设我们正在设计一个基于上下文无关文法的语法分析器，对于一个包含嵌套括号的表达式，例如“((2+3)*4)”，以下哪种语法分析方法在处理这种复杂结构时可能具有更高的效率和准确性？（）A.自顶向下的递归下降分析B.自底向上的算符优先分析C.自底向上的LR分析D.不确定，取决于具体的文法规则和表达式的复杂程度13、语义分析阶段主要是对语法分析所产生的语法树进行语义检查和处理，以下关于语义分析的陈述，哪一项是不准确的？（）A.检查类型是否匹配B.进行变量的作用域分析C.为中间代码生成做准备D.直接生成目标代码14、语法分析是编译原理中的重要环节，它用于检查源程序的语法结构是否正确。以下关于语法分析的描述中，错误的是？（）A.语法分析器的主要任务是根据给定的语法规则，分析源程序的语法结构是否符合要求B.语法分析可以使用自顶向下分析和自底向上分析两种方法，其中自顶向下分析又可以分为递归下降分析和LL(1)分析等C.语法分析器在分析过程中，如果发现源程序存在语法错误，应该能够准确地报告错误的位置和类型D.语法分析器的输出是一棵语法树，这棵语法树可以直接作为语义分析器的输入15、语法分析的自底向上方法中，LR分析法是一种强大的方法。以下关于LR分析法的描述，错误的是？（）A.能够处理大部分上下文无关文法B.分析过程需要构建LR分析表C.对文法的限制较多D.分析效率较低16、在编译原理中，关于代码生成的寄存器分配策略，以下关于图着色算法（GraphColoringAlgorithm）的描述，哪一项是准确的？（）A.图着色算法将寄存器分配问题转化为图的着色问题，通过为变量分配不同的颜色（寄存器）来解决冲突B.它总是能够找到最优的寄存器分配方案，使寄存器的使用效率达到最高C.图着色算法的计算复杂度低，适用于大规模程序的寄存器分配D.这种算法主要用于处理具有简单控制流和数据依赖关系的程序17、在编译过程中，词法分析的主要任务是将输入的源程序分解为一个个的单词符号。以下关于词法分析的描述，错误的是：（）A.词法分析需要识别标识符、关键字、常量、运算符等各类单词B.词法分析通常可以借助有限自动机来实现C.词法分析的输出结果是单词的编码形式，不包含单词的语义信息D.词法分析过程中不需要考虑上下文信息，只需逐个字符进行分析18、语法分析是编译过程中的重要环节，用于确定输入程序的语法结构是否正确。对于自顶向下的语法分析方法，下列说法不正确的是：（）A.自顶向下的语法分析方法通常从语法的开始符号出发，逐步推导输入字符串B.LL(1)分析法是一种常见的自顶向下语法分析方法，具有预测能力C.自顶向下的语法分析方法在处理左递归语法规则时不会遇到问题D.为了实现自顶向下的语法分析，可能需要对语法进行改写以消除左递归和提取左因子19、中间代码优化中，常量传播是一种常见的优化技术。关于常量传播，以下说法不正确的是：（）A.常量传播可以将表达式中已知的常量值直接替换变量，以简化计算B.常量传播可能会导致一些原本隐藏的语义错误被暴露出来C.常量传播只适用于简单的算术表达式，对于复杂的控制流结构无效D.经过常量传播优化后，程序的运行效率一定能够得到显著提高20、在目标代码生成中，为了提高寄存器的使用效率，常常采用寄存器轮转分配策略，以下关于该策略的描述，错误的是？（）A.依次轮流使用寄存器B.可以避免寄存器冲突C.不考虑变量的使用频率D.适用于变量较少的情况二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）语义分析在编译过程中负责检查程序的语义正确性。请说明语义分析的主要任务，如类型检查、作用域检查等，并阐述如何在编译过程中实现这些任务。2、（本题5分）解释在编译过程中如何处理代码的结构体和数组的混合访问优化，分析其内存局部性。3、（本题5分）说明编译过程中的代码生成中的存储层次优化，如利用缓存层次、寄存器文件和主存的特性进行优化。4、（本题5分）详细说明异常处理机制在编译中的实现，包括异常的检测、传播和恢复，举例说明不同编程语言中的异常处理方式。5、（本题5分）说明编译过程中的代码生成中的指令调度和资源约束的平衡，如何在有限资源下实现最优的指令调度。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细阐述工业物联网在风能发电设备制造行业的应用，涵盖风能发电设备生产过程的监控、质量检测和运行维护。探讨如何提高风能发电设备的可靠性和发电效率。2、（本题5分）在一个具有优化的函数调用约定（FunctionCallingConvention）的编程语言中，描述不同的调用约定（如cdecl、stdcall等）及其特点。解释在编译时如何根据函数的属性选择合适的调用约定，以及对代码生成和性能的影响。给出一个包含不同调用约定函数的程序示例，并展示编译生成的代码差异。3、（本题5分）详细阐述工业物联网在卫浴洁具制造行业的应用，如卫浴洁具生产过程的质量监控、工艺优化和产品性能检测。探讨如何提高卫浴洁具的节水性能和舒适度。4、（本题5分）给定一个使用了类型别名和自定义类型转换的程序，解释在编译过程中如何处理这些类型操作。在词法分析和语法分析阶段如何识别类型别名和自定义转换的语法，语义分析中如何检查类型转换的合法性和安全性，中间代码生成时如何表示类型别名和转换操作，以及在代码优化阶段如何消除不必要的类型转换和优化类型别名的使用。5、（本题5分）深入分析在编译原理中，编译器对代码的分支预测优化。解释分支预测的原理和常见的预测算法。讨论编译器如何根据代码结构和历史执行信息进行分支预测，并生成相应的优化代码。以一个包含大量分支语句的程序为例，展示分支预测优