Publicações do PESC Tradutor MICROLOBAN

TRADUTOR MICROLOBAN

S E R G I O HENRIQUE CRIVOROT

T E S E SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DA COORDENAÇÃO DOS PROGRAMAS DE P ~ S - G R A D U A Ç ~ O DE ENGENHARIA DA UNIVER

_-

S I D A D E F E D E m L DO R I O DE J A N E I R O COMO PARTE DOS R E

_-

Q U I S I T O S

NECESSARIOS

PARA A O B T E N Ç ~ O DO GRAU DE MESTRE EM

CIENCIAS

(M.SC. ) A p r o v a d a por: I ESTEVAM G I L R T 0 GE SIMONE

-

P r e s i d e n t e R I O DE J A N E I R O , R J

-

B R A S I L JUNHO DE 1 9 8 3

CRIVOROT, S E R G I O HENRIQUE TRADUTOR MICROLOBAN ( R i o d e J a n e i r o , 1 9 8 3 ) V I I , 117 p . 2 9 , 7 c m ( C O P P E - U F R J , M . S c . S i s t e m a s , 1 9 8 3 ) . T e s e

-

U n i v . Fed. R i o de J a n e i r o . Fac. E n g e n h a r i a . 1. TRADUTOR MICROLOBAN. I . C ~ P P E / U F R J . I I . ~ í t u l o ( s é r i e )

.

iii.

AGRADECIMENTOS

-

A meu orientador ESTEVAM que, não sei como, me convenceu a

aceitar este trabalho. Agradeço por tudo que aprendi e pe-

la sua atenção constante, mesmo após (infelizmente) ter-se desligado da COPPE.

-

à ESSO BRASILEIRA DE PETR~LEO S.A., que me permitiu cursar

e concluir o Mestrado.

-

à EXXON QU~MICA S.A., em cujo computador o Tradutor MICRO-

LOBAN foi desenvolvido.

-

A meus amigos, pelo estfmulo; especialmente 5 MARIA TERESA,

pelo apoio e carinho.

Microloban é um s u b c o n j u n t o da linguagem de operação de Banco de Dados Loban, que é s u p o r t a d o p e l o Sistema de ~ e r ê n c i a de Base de Dados Microban.

E s t e t r a b a l h o d e s c r e v e o p r o j e t o e a i r r p l e i e n t a ç ã o d a q u e l e s mó - d u l o s da i n t e r f a c e Loban que s ã o do i n t e r e s s e da á r e a d e p r g c e s s a d o r e s de l i n g u a g e n s . s ã o d e s c r i t o s :

-

o a n a l i s a d o r l é x i c o ;

-

o a n a l i s a d o r s i n t á t i c o d e s c e n d e n t e , d e t e r m i n i s t i c o

,

com um símbolo d e avanço construido a p a r t i r de uma g r a m á t i c a com l a d o s d i r e i t o s r e g u l a r e s a t r a v é s do método RRP L L ( 1 ) ( 5 )

-

um novo t r a d u t o r d i r i g i d o p o r s i n t a x e que u t i l i z a uma g r a m á t i c a de s a í d a gerando á r v o r e s b i n á r i a s e que denominamos d e n d r o - t r a d u t o r R R P .

s ã o d e s c r i t o s a i n d a a maneira de u s a r e s t a implementação e o desenvolvimento de um programa q u e desenha a s á r v o r e s g e r a d a s .

v

ABSTRACT

Microloban i s a s u b s e t o£ t h e d a t a b a s e o p e r a t i o n l a n g u a g e Loban, p r o v i d e d by t h e Microban D a t a b a s e Management System.

T h i s t h e s i s d e s c r i b e s t h e d e s i g n and development o£ t h e l a n g u a g e p r o c e s s i n g modules:

-

A common l e x i c a l a n a l y s e r ;

-

A top-down d e t e r m i n i s t i c p a r s e r w i t h o n e symbol o£ l o o k - a h e a d , g e n e r a t e d from a r e g u l a r r i g h t p a r t gramrnar u s i n g RRP L L ( 1 ) method. { 5 )

-

A s p e c i a l l y d e v e l o p e d s y n t a x - d i r e c t e d t r a n s l a t o r w i t h a n o u t p u t grammar p r o d u c i n g b i n a r y t r e e s

-

named RRP dendrum

-

t r a n s l a t o r

.

W e d e s c r i b e how t o u s e t h i s Language p r o c e s s o x and a g r a p h i c

-

a1 o u t p u t program which p r i n t s t h e t r a n s l a t e d t r e e s .

IV.

v.

VI.

VII.

A LINGUAGEM LOBAN

1. Caracterlsticas Principais de Loban 2. Características da Interface Loban

1. Gramáticas LL (1) 2. Gramáticas RRP 3. ãrvores ~ i n á r i a s 4. SDTS 5. Dendro-Tradutor RRP 1. Analisador sintático 2. código Intermediário 3. Funcionamento do SDTS 4, ~ecuperação de Erros

vii

VIII. CONCLUS~ES

IX. APÊNDICES

1. Tabela de ~radução para o Analisador ~ é x i c o

2. Conjuntos First e Follow dos não terminais

3. salda do Codificador

-

Gramática em forma de ex-

pressão regular

4. salda do Alterador

-

Gramática em forma de AFD

5. Arvores de código

6. Gramática em forma de AFD com as árvores de códi-

40

Microban é um s i s t e m a de g e r ê n c i a de b a s e de dados i n t e r a t i v o ou

p a r a processamento em l o t e s , a u t o c o n t i d o e monousuário, e que s u

-

p o r t a u m subconjunto da linguagem de operação d e banco d e dados

~ o b a n (1). E s t e subcon j u n t o , denominado Microloban, é composto de

comandos de d e f i n i ç ã o , g e r g n c i a e manipulação d e b a s e de dados,

além dos de e n t r a d a e s a l d a dos dados.

A F i g u r a 1.1, na p á g i n a 2 , m o s t r a a a r q u i t e t u r a g e r a l do s i s t e m a .

E s t e t r a b a l h o d e s c r e v e a implementação do t r a d u t o r e s e u s m8du

-

10s componentes. O o b j e t i v o p r i n c i p a l f o i d i s c u t i r a s i d é i a s p o r

t r á s da implementação, o s caminhos que levaram

5

forma r e s u l t a n -

t e , o s a s p e c t o s t e Õ r i c o s e n v o l v i d o s em cada mÓdulo. Evjrtou-se e n

-

t r a r demasiadamente em d e t a l h e s do programa, muito m a i s adequa

-

dos em um r e l a t ó r i o t é c n i c o do que p o s s i v e l m e n t e f i c a r i a m e m uma t e s e de mestrado.

f

O c a p í t u l o I1 t r a z uma b r e v e

histeria

do p r o j e t o Miniban, d e s d e

o s e u i n i c i o a t é o envolvimento do a u t o r d e s t e t r a b a l h o . P r e t e n - de-se e s c l a r e c e r o l e i t o r a r e s p e i t o do s i g n i f i c a d o d e s t a imple- mentação com r e l a ç ã o a o p r o j e t o como um todo.

O c a p í t u l o I11 d e s c r e v e s u c i n t a m e n t e a s p r i n c i p a i s c a r a c t e r z s t i -

c a s da linguagem d e operação d e banco de dados, Loban, e da i n

-

t e r f a c e Microloban.

Na p r i m e i r a p a r t e do c a p x t u l o s ã o d e f i n i d o s o s c o n c e i t o s i n t r o

-

d u z i d o s p e l a linguagem, i s t o 5 , o s c o n c e i t o s com o s q u a i s um usu

-

á r i o do s i s t e m a de g e r ê n c i a d e banco d e dados t e r 5 de se f a m i l i a

-

r i z a r .

Na segunda p a r t e s ã o l i s t a d o s a l g u n s t i p o s p r e - d e f i n i d o s em M i

-

I N T E R A T I V O

I

B

L O T E S MONITOR DE TRADUTOR L I N E A - I N T E R P R E T A D O R

+

Fig.

1.1

Arquitetura Geral

do Sistema

\L R E G I S T R A D O R E S I \L EXECUTOR I

I

I MICROLOBAN I D E C O D I F I C A D O R I

i

I 1 I

f

I . . . a

-v

n

i

_I

I I V PRIMITIVAS DE A

-

P R I F í I T W DE A

-

PRIJ'IITIVAS DE EN CESSO B.D,AUX, Z. I CESSO A ARQ. EXC. TRADA E &DA-

No c a p i t u l o I V é d e s c r i t o o a n a l i s a d o r l é x i c o , modelado a t r a v é s

de um t r a n s d u t o r f i n i t o , que t r a d u z o programa f o n t e p a r a uma

s e q u ê n c i a de unidades s i n t á t i c a s que s e r v i r á d e e n t r a d a p a r a o a n a l i s a d o r s i n t á t i c o .

O c a p í t u l o V forma, juntamente com o c a p í t u l o V I , o c o r a ç ã o do

t r a b a l h o . No c a p i t u l o V é e s t a b e l e c i d a a b a s e t e ó r i c a n e c e s s á r i a p a r a a d e s c r i ç ã o do d e n d r o - t r a d u t o r RRP. O s c o n c e i t o s vão sendo i n t r o - d u z i d o s um a um, e no d e s e n r o l a r do ~ a p í t u l o vão s e i n t e m e l a - cionando

.

A s g r a m á t i c a s LL (1) s ã o a p r e s e n t a d a s . Apresenta-se e n t ã o a s g r a m á t i c a s RRP, a t é s e c h e g a r

ãs

RRP L L ( l ) , p a r a a s q u a i s s e c o n s t r o i um a n a l i s a d o r s i n t á t i c o . A s e g u i r d e f i n e - s e á r v o r e s b i

-

n á r i a s e s u a s p o s s í v e i s r e p r e s e n t a ç õ e s . Depois, o esquema d e t r a d u ç ã o d i r i g i d o p e l a s i n t a x e mostra a maneira de s e r e a l i z a r

a g e r a ç ã o d e código simultaneamente com a a n á l i s e s i n t á t i c a . F i

-

nalmente, t o d a s a s i d é i a s s ã o f u n d i d a s p a r a o modelo de um SDTS,

com g r a m á t i c a s d e e n t r a d a RRP L L ( l ) , que e m i t e á r v o r e s b i n á r i a s

na s a í d a .

No c a p i t u l o V I a t e o r i a é c o l o c a d a em p r a t i c a nas s e g u i n t e s e t a

-

pas: a r e p r e s e n t a ç ã o do Microloban a t r a v é s de uma g r a m á t i c a R R P

L L ( 1 ) e a implementação de s e u a n a l i s a d o r s i n t á t i c o ; a d e f i n i ç ã o do código i n t e r m e d i á r i o a s e r gerado p a r a o i n t e r p r e t a d o r Micro-

l o b a n , em forma de á r v o r e b i n á r i a l i n e a r i z a d a ; e a implementa

-

$50 do SDTS que o g e r a . Aborda-se a i n d a a e s t r a t ê g i a de recupe-

r a ç ã o de e r r o s u t i l i z a d a .

O c a p í t u l o VI1 m o s t r a exemplos da u t i l i z a ç ã o do t r a d u t o r , i n c l u -

s i v e p a r a f i n s d i d á t i c o s , conjugado com o programa que desenha

-

á r v o r e s , que p e r m i t e uma r e p r e s e n t a ç ã o g r á f i c a do código i n t e r

-

m e d i á r i o gerado p e l o t r a d u t o r Microloban.

O P r o j e t o Miniban

-

p r o j e t o de um s i s t e m a de banco de dados e m

minicomputador Nacional

-

começou a s e r d e s e n v o l v i d o no ano de

1977 como r e s u l t a d o de um convênio e n t r e o CNPQ, GMD da Repúbli

-

c a F e d e r a l da Alemanha, D i g i b r a s e a UFRGS.

Miniban tem como o b j e t i v o a e s p e c i f i c a ç ã o de um s i s t e m a de banco d e dados p a r a um Minicomputador n a c i o n a l , a s s i m como o desenvol-

vimento de t e c n o l o g i a n a c i o n a l na S r e a de banco de dados. A p r i -

meira e t a p a do p r o j e t o Miniban concentrou-se na e s p e c i f i c a ç ã o

-

das e s t r u t u r a s de informação, as operações usando e s t a s e s t r u t u -

r a s , assim como a d e f i n i ç ã o da linguagem de o p e r a ç ã o de banco de

dados Loban. A p r i m e i r a implementação de um s u b c o n j u n t o Loban,

-

denominado Sistema L , e s t á sendo desenvo2vido p e l a UFRGS. A par-

t i r d e o u t u b r o d e 1978 a COPPE/UFRJ i n i c i o u s u a p a r t i c i p a ç ã o n e s

-

t e p r o j e t o , dando origem a o projetosMiniban/COPPE.

A f a s e i n i c i a l do p r o j e t o Miniban/COPPE c o n s i s t i u da d e f i n i ç ã o

-

d e t a l h a d a de Loban, com a p r i n c i p a l c a r a c t e r i s t i c a de s e p a r a r n i

-

t i d a m e n t e a e t a p a d e d e f i n i ç ã o da i n t e r f a c e usu&do/banco d e da-

d o s , d a e t a p a de r e a l i z a ç ã o ou implementação da mesma em um sis-

tema por t a d o r .

Devido

2

e x t e n s ã o e extrema complexidade da i n t e r f a c e a s s i m d e

-

f i n i d a , e ao d e s e j o de a d a p t a r Loban a um computador de pequeno- p o r t e , a e q u i p e do p r o j e t o Miniban/COPIPE o p t o u , como segunda e t a

pa do p r o j e t o (denominado Microban), p e l o desenvolvimento d e um

p r o t 6 t i p o capaz de s u p o r t a r um s u b c o n j u n t o Loban.

O s i s t e m a p o r t a d o r e s c o l h i d o f o i o Cobra-300 p o r ser uma máquina

n a c i o n a l e p e l a n e c e s s i d a d e de desenvolvimento d e s o f t w a r e p a r a s i s t e m a s d e s t e p o r t e .

O s u b c o n j u n t o Loban d e f i n i d o p a r a a implementação do p r i m e i r o

-

p r o t ó t i p o é denominado Microloban.

A p r i m e i r a e t a p a da implementaçao d e s t e p r o t ó t i p o 6 o d e s e n v o l

-

vimento dos mÓdulos de a n á l i s e l s x i c a e s i n t s t i c a e do t r a d u t o r - p a r a código i n t e r m e d i á r i o .

E s t a s e t a p a s s ã o t a r e f a s a serem e x e c u t a d a s p o r p e s s o a l que t e

-

nha como p r i n c i p a i s á r e a s de i n t e r e s s e l i n g u a g e n s de programação

e o desenvolvimento de compiladores; e como á r e a s e c u n d á r i a , ban

-

co de dados,

E s t e 6 o c a s o do a u t o r , que não p e r t e n c e

5

e q u i p e do p r o j e t o M i -

niban/COPPE. O t r a b a l h o , nominalmente, f o i i n i c i a d o em 1981 m a s

t o d o e s t e ano e a p r i m e i r a metade d e 1982 foram g a s t o s a i n d a na

d e f i n i ç ã o do s u b c o n j u n t o a s e r implementado. Pouco f o i e f e t i v a

-

mente f e i t o no desenvolvimento do a n a l i s a d o r e t r a d u t o r . O e s f o r

-

ço maior f o i , p o r t a n t o , d e s e n v o l v i d o d u r a n t e o segundo s e m e s t r e - d e 1982 e o p r i m e i r o s e m e s t r e d e 1983.

Provavelmente, do ponto de v i s t a d e banco de dados, e s t e t r a b a

-

l h o padece de a l g u n s males causados p e l o s e u desenvolvimento qug

s e que t o t a l m e n t e em s e p a r a d o da e q u i p e do p r o j e t o . N ~ O

6

e s t e o

método que o a u t o r recomenda a ninguém.

Como s e t r a t a de um c o n j u n t o de m8dulos e não da implementação

-

t o t a l do Microloban, o a u t o r t e v e o cuidado de e s c r e v e r um p r o

-

grama d e desenho de S r v o r e s que p e r m i t e a f s c i l l e i t u r a da s a í d a do t r a d u t o r , p a r a a u x i l i a r no desenvolvimento d e e t a p a s p o s t e r i o r e s e , e v e n t u a l m e n t e , no e n s i n o d e Loban.

Espera-se que o t r a d u t o r venha e f e t i v a m e n t e a _{ser u t i l i z a d o por}

se t r a t a r d e uma pequena p a r t e do grande e s f o r ç o que deve ser d e

-

111. A LINGUAGEM LOBAN

E s t e c a p i t u l o tem como b a s e a r e f e r ê n c i a (21, da q u a l o a u t o r 6

um dos c o - a u t o r e s . P a r a um e s t u d o d e t a l h a d o do Loban, no e n t a n - t o , recomenda-se (11.

1. CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS DE L O B W

A linguagem d e o p e r a ç ã o de banco de dados (Loban) é uma l i n g u a -

gem a u t o c o n t i d a que engloba comandos d e def i n i ç g o

,

manipulação-

e g e r ê n c i a de dados, c o n t r o l e de a c e s s o , p r o v i d ê n c i a s d e r e c o n s

-

t r u ç ã o , t r a t a m e n t o d e e r r o s e d e f i n i ç ã o de t r a n s a ç õ e s , a l é m de

f a c i l i d a d e s o f e r e c i d a s p e l a s l i n g u a g e n s c o n v e n c i o n a i s como d e f i n i ç ã o de macros, comandos i t e r a t i v o s , c o n d i c i o n a i s e de e n t r a d a e s a i d a de dados.

O desenvolvimento de Loban e s t á baseado em c o n c e i t o s IMC ( " I n

-

f o r m a t i o n Management C o n c e p t s " ) , c u j a p r i n c i p a l c a r a c t e r z s t i c a -

é a d i s t i n ç ã o e n t r e ( c o n s t r u ç ã o d e ) informação (comumente deno-

minado " v a l o r " ou "conteúdo" de uma v a r i á v e l ) e s u a o c o r r ê n c i a -

d e n t r o de um determinado c o n t e x t o (conhecido como "nome de v a

-

r i á v e l " ou " e n d e r e ç o de uma v a r i á v e l " ) .

O c o n c e i t o de c o n s t r u ç ã o de informação ou simplesmente c o n s t r u -

ç ã o , d e f i n e q u a l q u e r "pedaço de informação" que p o s s a ser r e f e -

r e n c i a d o p o r uma i n t e r f a c e de g e r ê n c i a de b a s e d e dados. Uma

c o n s t r u ç ã o é c o n s i d e r a d a e l e m e n t a r (ftem) s e e l a não 5 composta

de o u t r a s construçÕes, em o p o s i ç ã o a um agregado que é formado

p o r v á r i a s c o n s t r u ç õ e s chamadas "componentes i m e d i a t o s " . Caso

o s componentes i m e d i a t o s de um agregado possuam nomes, e s t e e

denominado nominação; c a s o c o n t r á r i o , e l e

6

uma c o l e ç ã o .

Na abordagem r e l a c i o n a l , a e s t r u t u r a b ã s i c a

6

a nominação de

i t e n s

-

TUPLA. Um c o l e t i v o d e Tuplas (com o mesmo c o n j u n t o de

nomes) forma uma t a b e l a r e l a c i o n a 1 (conhecida na l i t e r a t u r a co-

Na abordagem em r e d e s é formada uma unidade d e informação, ou

s e j a , uma c o n s t r u ç ã o l i g a n d o um r e g i s t r o chamado "owner" a um

c o n j u n t o de r e g i s t r o s chamados "members". Em Loban e s t e t i p o d e

c o n s t r u ç ã o é denominado l i g a ç ã o , que é uma nominação de 2 e l e -

mentos: uma t u p l a sob nome L e uma t a b e l a r e l a c i o n a 1 s o b nome T .

Um c o l e t i v o de l i g a ç õ e s forma uma t a b e l a l i g a c i o n a l ( " s e t " em

Codasyl)

.

Um a r q u i v o em Loban é uma nominação s o b r e uma t a b e l a e uma cons

-

t r u ç ã o sob nome f i c h a , que contém informações como d a t a d e c r i a

-

Ç ~ O , a t u a l i z a ç ã o , e t c . Dependendo do t i p o de t a b e l a componente,

o a r q u i v o s e r á r e l a c i o n a 1 ou l i g a c i o n a l .

Opcionalmente, Loban p e r m i t e d e f i n i r uma ou mais o r d e n a ç c e s so-

b r e a t a b e l a de um a r q u i v o . O agrupamento de a r q u i v o s c o n s t i

-

t u i o a c e r v o de t r a b a l h o (ACTRAB) q u e , juntamente com a s cons

-

t r u ç õ e s usadas p a r a p r o v i d g n c i a s d e r e c o n s t r u ç ã o , formam o

a c e r v o s e t o r i a l (ACSET) que s e r á o ambiente de t r a b a l h o p a r a

uma determinada a p l i c a ç ã o . Cada a c e r v o s e t o r i a l tem a s s o c i a d o a e l e um nome, e o c o n j u n t o de t o d o s o s , a c e r v o s s e t o r i a i s forma o

a c e r v o t o t a l ( b a s e d e d a d o s ) , que 6 a c o n s t r u ç ã o mais abrangen-

t e s u p o r t a d a p o r Loban.

P a r a r e f e r e n c i a r c o n s t r u ç 6 e s , Loban u t i l i z a e x p r e s s 6 e s denomi

-

nadas endereços de p o n t o s , que l o c a l i z a m construçÔes d e n t r o d e

um determinado c o n t e x t o . Em g e r a l , um e n d e r e ç o de ponto é uma

seqfiência de e x p r e s s õ e s b o o l e a n a s , s e p a r a d a s p e l o c a r a c t e r pon-

t o (.)

,

que a v a l i a d a s num determlnado n í v e l de um agregado de

-

terminam o s componentes i m e d i a t o s que s ã o s e l e c i o n a d o s ( r e f e

-

r e n d a d o s ) . P a r a que um componente i m e d i a t o de um agregado s e j a

s e l e c i o n a d o , a e x p r e s s ã o booleana c o r r e s p o n d e n t e d e v e r á r e s u l

-

t a r no v a l o r " v e r d a d e i r o " .

Um r e c u r s o i m p o r t a n t e s u p o r t a d o p o r Loban

6

a marcação de pon

-

t o s , i s t o é, d e p o i s de t e r endereçado p o n t o s na b a s e d e dados o

u s u á r i o pode marcar estes p o n t o s , a t r i b u i n d o - l h e s um nome, de-

p e r m i t i r r e f e r e n c i a r e s t e s p o n t o s (em o u t r o s l u g a r e s ) a t r a v é s

do nome d a marca, sem a n e c e s s i d a d e de r e a v a l i a r o e n d e r e ç o de

p o n t o que o s s e l e c i o n o u .

O termo p r e t i p o , em Loban, é usado p a r a a l g u n s t i p o s de cons

-

t r u ç õ e s previamente d e f i n i d o s na linguagem, como p o r exemplo: r e a l , i n t e i r o , t u p l a , t a b e l a , e t c . Todo u s u á r i o tem a p o s s i b i - l i d a d e de d e f i n i r o s s e u s " p r 6 p r i o s " t i p o s de c o n s t r u ç õ e s . To- da d e f i n i ç ã o de um t i p o de c o n s t r u ç ã o é f e i t a a t r a v é s d e v e r

-

b e t e s d e c o e r ê n c i a , que, e m g e r a l , c o n s t i t u e m a d e f i n i ç ã o ;das r e g r a s de c o n s i s t ê n c i a da b a s e d e dados. ~ l é m dos v e r b e t e s d e c o e r ê n c i a , e x i s t e m em Loban v e r b e t e s de u s u á r i o ( p a r a i d e n t i f i c a r o s u s u á r i o s do s i s t e m a ) , v e r b e t e s d e a c e s s o ( p a r a r e g u l a m e n t a r o s a c e s s o s a b a s e de dados p e l o s d i - f e r e n t e s u s u á r i o s ) , e n t r e o u t r o s . Todos e s t e s v e r b e t e s s ã s

agrupados numa c o n s t r u ç ã o denominada f o l h a ( s e m e l h a n t e ao

"schema" da Codasyl)

.

Todo u s u á r i o Loban p o s s u i uma á r e a de t r a b a l h o denominada ca-

n a l a u x i l i a r , que f u n c i o n a como uma b a s e de dados p a r t i c u l a r e

t e m p o r á r i a , na q u a l e l e pode armazenar, manipular e r e f e r e n c i - a r c o n s t r u ç õ e s l i v r e m e n t e .

Em g e r a l , t o d o s o s r e s u l t a d o s i n t e r m e d i s r i o s d a s o p e r a ç õ e s s ã o

o b t i d o s na zona i n t e r m e d i á r i a , c u j o contefido é p e r d i d o após a

Microloban é uma i n t e r f a c e c u j a e s p e c i f i c a ç ã o f o i r e a l i z a d a sem

a preocupação de como s u a s e s t r u t u r a s s e r i a m r e p r e s e n t a d a s i n

-

t e r n a m e n t e na máquina e s c o l h i d a p a r a implementação. E s t a s e p a r a

-

ção deu maior l i b e r d a d e de implementação, p o i s pode-se e s c o l h e r

d e n t r e um maior número de a l t e r n a t i v a s , q u a l a s o l u ç ã o mais v i s

-

v e l q u a n t o a r e a l i z a ç ã o no s i s t e m a p o r t a d o r .

Suas e s t r u t u r a s de informação fazem com que s e t e n h a uma v i s ã o

g l o b a l da informação, e a s o p e r a ç 8 e s s o b r e e s t a s resolvem a

m a i o r i a dos problemas de t r a t a m e n t o da informação na á r e a d e

banco d e dados. Tentou-se d a r na s u a d e f i n i ç g o a p o s s i b i l i d a d e - de f u t u r a s e x t e n s õ e s sem m o d i f i c a r s u a s funções o r i g i n a i s .

Por ser uma i n t e r f a c e p o d e r o s a , a p r o p o s t a i n i c i a l

6

que s u a d e

-

f i n i ç ã o e implementaçzo s e p r e s t e como uma f e r r a m e n t a d e e n s i n o

na á r e a de banco d e dados, e que f u n c i o n e como um s i s t e m a d e r e

-

f e r ê n c i a na comparação d a s d i v e r s a s abordagens.

Microloban 6 uma linguagem a u t o c o n t i d a , em p o r t u g u & , que e n g l o

-

ba d i v e r s a s f u n ç õ e s , d e n t r e a s q u a i s e s t s o a s que descrevem a

informação e s e u r e l a c i o n a m e n t o e as e s t r u t u r a s da b a s e de da

-

dos ( D D L )

,

a s funções de manipulação e uso da b a s e d e dados

-

( D M L ) , e funções normalmente r e a l i z a d a s p o r u t i l i t á r i o s do SGBD,

como r e c o n s t r u ç ã o d e a c e r v o s , modificaç6es das d e f i n i ç õ e s dos

dados, e t c .

O p r i n c i p a l c r i t é r i o adaptado na d e f i n i ç g o do s u b e o n j u n t o _que

compõe microloban f o i o de r e d u z i r a complexidade d e Loban a

um n i v e l a c e i t á v e l no s i s t e m a p o r t a d o r , porém mantendo a s u a

f i l o s o f i a b á s i c a .

A comunicação do u s u á r i o com o s i s t e m a de banco d e dados & f e i -

t a u t i l i z a n d o uma i n s t r u ç ã o de t r a b a l h o , a q u a l c o r r e s p o n d e a

r e a l i z a ç ã o de um s e r v i ç o . Uma i n s t r u ç ã o de t r a b a l h o

6 constitui

-

mas e uma i n s t r u ç ã o d e f i m . E s t a i n s t r u ç g o de i n l c i o d e t e r m i n a

s e o processamento s e r á i n t e r a t i v o ou em l o t e s . O s dados a s e -

rem p r o c e s s a d o s s e r ã o f o r n e c i d o s ou j u n t o com a s i n s t r u ç õ e s co- mo anexos, ou s e p a r a d o s em a r q u i v o s e x t e r n o s . Como r e s p o s t a s ã o

f o r n e c i d o s o r e s u l t a d o e x t e r n o ( e x . : r e l a t ó r i o s ) , e o i n t e r n o

-

que é guardado como uma b a s e de dados c a s o tenham s i d o f e i t a s

a l t e r a ç õ e s s o b r e a mesma. s e r ã o também f o r n e c i d a s mensagens ope

-

r a c i o n a i s p a d r o n i z a d a s informando a s o c o r r ê n c i a s d u r a n t e o pro- cessamento.

No que d i z r e s p e i t o a e n t r a d a / s a í d a d e dados, s e r á u t i l i z a d a uma

ú n i c a máscara ( f o r m a t o ) padrão p r e d e f i n i d a e v á r i a s r e g r a s d e

i n t e r p r e t a ç ã o e r e p r e s e n t a ç ã o , r e s p e c t i v a m e n t e .

Microloban p e r m i t e a l g u n s dos pretipos &l;oban, e n t r e o s q u a i s po

-

demos c i t a r :

-

P r e t i p o s atômicos: r e a l , i n t e i r o ;

-

P r e t i p o s agregados b á s i c o s : numeraçao d e c a r a c t e r e s , d a t a , h o r a , t u p l a , l i g a ç ã o , c o l e ç g o de f t e n s , t a b e l a s r e l a c i o n a i s e l i g a c i o n a i s ;

-

F o l h a , que c o n t e r á :

-

~ e s c r i ç ã o dos t i p o s de c o n s t r u ç ã o que compõem a b a s e de da-

dos ( v e r b e t e s de c o e r ê n c i a )

-

~ u t o r i z a ç õ e s p e r m i t i d a s ( v e r b e t e s de a c e s s o )

-

1 d e n t i f i c a ç ã o de u s u á r i o s ( v e r b e t e d e u s u á r i o )

-

Procedimentos p r e - d e f i n i d o s ( v e r b e t e de t e x t o f o n t e )

-

Arquivo, composto d e um t i p o de c o n s t r u ç ~ o p a d r a o chamado f i -

cha e uma t a b e l a . Sendo assim, e x i s t e m a r q u i v o s r e l a c i o n a i s e

l i g a c i o n a i s . Uma r e s t r i ç ã o f e i t a em Microloban é a e l i m i n a ç a o

das r e l a ç õ e s d e ordem t a n t o dos a r q u i v o s q u a n t o d a s l i g a ç õ e s .

-

F i c h a , contendo informações r e f e r e n t e s ao a r q u i v o ou a c e r v o

-

s e t o r i a l t a i s como: d a t a de c r i a ç a o , d a t a da G l t i m a a t u a l i z a -

-

ACTRAB ( a c e r v o d e t r a b a l h o )

-

ACSET ( a c e r v o s e t o r i a l )

-

ACTOT ( a c e r v o t o t a l )

Microloban p e r m i t e o s s e g u i n t e s comandos:

-

Comandos de g e r g n c i a , onde o u s u â r i o tem a p o s s i b i l i d a d e de

c r i a r e a b o l i r t a n t o a c e r v o s s e t o r i a i s q u a n t o a r q u i v o s .

-

Comandos de manipulação, que permitem i n c l u i r , e x c l u i r e subs-

t i t u i r construçÕes t a n t o na b a s e de dados q u a n t o no c a n a l au- x i l i a r .

-

Comandos d e c o n t r o l e d e f l u x o , que permitem a execução r e p e

-

t i t i v a e l ó u c o n d i c i o n a l

.

O comando i t e r a t i v o p e r m i t e a e s p e c i f i c a ç ã o de uma ordenação t e m p o r ã r i a s o b r e o c o n j u n t o de p o n t o s a serem p r o c e s s a d o s .

-

Comandos d e a l o c a ç ã o d e r e c u r s o s com o s q u a i s o u s u á r i o i n -

forma a b a s e de dados a s e r u s a d a , a s s i m como o s d i s p o s i t i v o s

de e n t r a d a / s a l d a n e c e s s á r i o s .

alêm

d e d e f i n i r q u a l a b a s e de

dados r e q u i s i t a d a , o usu&io d e v e r á e s p e c i f i c a r a ã r e a d e da-

dos a s e r usada ( p r o t e g i d a ) e p a r a que t i p o de a c e s s o .

-

Comandos d e marcação, que permitem a d e f i n i ç ã o d e "snapshots",

e não de v i s t a s como é o caso d e Loban.

-

Comandos de r e c o n s t r u ç ã o . s ã o p e r m i t i d o s d o i s n í v e i s d e re-

c o n s t r u ç ã o : de s e s s ã o ( d e t i p o r e g r e s s i v a ) e de comandos den- t r o de uma s e s s ã o ( t a n t o p r o g r e s s i v a q u a n t o r e g r e s s i v a ) .

-

Comando de s a í d a que p e r m i t e r e p r e s e n t a r c o n s t r u ç õ e s no m&

-

Comando de d e f i n i ç ã o d e t r a n s a ç s o , que p e r m i t e r e p r e s e n t a r

-

c o n j u n t o d e comandos c u j a execução s e r á c o n s i d e r a d a como

uma unidade de processamento. No i n í c i o da t r a n s a ç ã o s ã o es

-

p e c i f i c a d a s a s a ç õ e s que s e r ã o e x e c u t a d a s quando da o c o r r g n

-

c i a d e ê r r o s de execução.

~ l é m dos comandos acima d e s c r i t o s temos a s e x p r e s s c e s que quan-

do e x e c u t a d a s geram c o n s t r u ç õ e s na zOna i n t e r m e d i á r i a (%ea de

t r a b a l h o ) . E s t a s e x p r e s s õ e s nzo t ê m r e s t r i ç õ e s q u a n t o a o n í v e l -

d e embutimento e englobam a s s e g u i n t e s funções:

-

E n t r a d a d e dados

-

o p e r a ç õ e s a r i t m é t i c a s

-

o p e r a ç õ e s da á l g e b r a r e l a c i o n a l

-

o p e r a ç õ e s do c â l c u l o r e l a c i o n a l

-

o p e r a ç õ e s s o b r e t a b e l a s r e l a c i o n a i s e l i g a c i o n a i s Microloban não p e r m i t e o p e r a ç õ e s s o b r e c a d e i a s d e c a r a c t e r e s ,

-

p r o d u t o e concatenação c a r t e s i a n a .

Por Último, temos a s e x p r e s s õ e s que permitem o endereçamento de p o n t o s do a c e r v o ou c a n a l a u x i l i a r , e campos dos volumes d e en- t r a d a e s a l d a .

IV. O desenho de um a n a l i s a d o r l é x i c o e f i c i e n t e

6

t a r e f a s i m p l e s . F a r t a t e o r i a a r e s p e i t o pode s e r e n c o n t r a d a em ( 6 ) e (81, _que s ã o as r e f e r h c i a s p a r a t o d o o c a p í t u l o . A n o t a ç ã o u s a d a

6

a de ( 6 1 . A função do a n a l i s a d o x l é x i c o

6

g r u p a r seqfI6ncias d e c a r a c t e r e s t e r m i n a i s em e n t i d a d e s s i n t á t i c a s p r i m i t i v a s , c o n h e c i d a s como

-

"Tokens". O que v a i c o n s t i t u i r ou não uma e n t i d a d e s i n t á t i c a em

uma dada implementação, embora s e t r a t e de uma d e c i s z o do p r o j e

-

t i s t a ,

é

fundamentalmente i n f l u e n c i a d o p e l a e s p e c i f i c a ç ã o da

linguagem.

A cada s e q ü ê n c i a d e simbolos t e r m i n a i s grupados, a s s o c i a - s e uma

e s t r u t u r a l é x i c a c o n s i s t i n d o de um p a r da forma ( t i p o , v a l o r ) . O

p r i m e i r o componente é um t i p o d e e n t i d a d e s i n t s t i c a , t a l como

" i d e n t i f i c a d o r " , e o segundo componente f o r n e c e i n f o r m a ç õ e s que i n d i v i d u a l i z a m um elemento d e n t r o do c o n j u n t o de s e q ü ê n c i a s de símbolos que pertencem a o mesmo t i p o .

O p r i m e i r o componente do p a r é usado p e l o a n a l i s a d o r s i n t s t i c o ,

enquanto que o segundo usado d u r a n t e a f a s e de g e r a ç ã o d e c8-

d i g o .

A s s i m , o a n a l i s a d o r l é x i c o

6

um t r a d u t o r c u j a e n t r a d a é uma se- qfIência d e símbolos r e p r e s e n t a n d o o programa f o n t e e c u j a s a í d a

6

uma s e q a g n c i a de entidades s i n t á t i c a s p r i m i t i v a s . E s t a s a í d a

forma a e n t r a d a do a n a l i s a d o r s i n t z t i c o .

A melhor r e p r e s e n t a ç ã o p a r a as e n t i d a d e s s i n t á t i c a s r e c o n h e c i

-

U m a e x p r e s s ã o r e g u l a r ( E R ) e o c o n j u n t o de seqçiências s o b r e o a l - f a b e t o C que d e n o t a s ã o d e f i n i d a s como: (1) $3 é uma ER e d e n o t a o c o n j u n t o v a z i o ; ( 2 )

a

p e r t e n c e n t e a C é uma E R e d e n o t a o c o n j u n t o

ia

1

; ( 3 ) Se P e q s ã o E R ' s denotando o s c o n j u n t o s P e Q , e n t ã o : ( p t q ) é ER e d e n o t a P U Q ; ( p q ) é ER e d e n o t a P Q ; ( p )

*

é ER e d e n o t a P?:; ( 4 ) Nada m a i s é ER.

O s p a r ê n t e s e s r e d u n d a n t e s podem s e r removidos obedecida a prece- d ê n c i a : fechamento, a l $ e r n a ç ã o , concatenaçao.

s ã o a c e i t a s também a b r e v i a t u r a s , com a mesma p r e c e d ê n c i a que o

fechamento:

(1) p? denotando, P U

1;

( 2 ) p + d e n o t a n d o PP*;

( 3 ) p E q denotandoP(QP)

*.

N a p á g i n a 1 5 , a f i g u r a I V . l mostra algumas das e n t i d a d e s s i n t s

-

t i c a s r e c o n h e c i d a s eni Microloban. s ã o mostrados : a r e p r e s e n t a ç ã o

e x t e r n a em forma de e x p r e s s ã o r e g u l a r e o p a r a s s o c i a d o ( t i p o d e

e n t i d a d e , v a l o r ) . A t a b e l a de t r a d u ç ã o completa com t o d a s a s en-

t i d a d e s s i n t á t i c a s e s t á no a p ê n d i c e 1.

A r e p r e s e n t a ç ã o e x t e r n a e s t á e m forma de expressgo r e g u l a r s o b r e

o a l f a b e t o formado p o r t o d o s o s c a r a c t e r e s v á l i d o s no Cobra 300:

A s o u t r a s e n t i d a d e s com a mesma l e i d e formaçao que o s i d e n t i f i -

c a d o r e s s ã o a s p a l a v r a s r e s e r v a d a s do Microloban, i s t o é, i d e n

-

.15. F I G U R A I V . 1

-

P a r t e da t a b e l a de t r a d u ç ã o do a n a l i s a d o r l é x i c o ASPAS C* ASPAS " A " li

c

11 11 AO 11 li C C I I i f P C ' l I' COM" li REC " " SOBRE " 1f ALTERAR" " E X C L U I R " " C O L I T E N S " "COMPILAR" "GERENCIAR" %EPRESENTAR" l l ~ ~ ~ ~ ~ ~ Ê ~ ~ ~ ~ l r "TELE IMPRESSORA" T I P O VALOR PONTO-E-VÍRGULA

vf

RGULA PONTO MENOR MAIOR DOIS-PONTOS FECHA-PARENTESES ABRE-PARENTESE S D I F E R E N T E MENOR-OU-IGUAL MAIOR-OU-IGUAL ATRIBUIÇÃO IDENTTFICADOR REPRESENT-EXTERNA I N T E T R O REPRESENT. EXTERNA

REAL REPRESENT

.

EXTERNA

DATA R E P R E S E N T . EXTERNA

HORA REPRESENT. EXTERNA

NUMCAR REPRESENT.EXTERNA A C AO CC P C COM REC S OBRE ALTERAR E X C L U I R C O L I T E N S COMPILAR GERENCTAR REPRESENTAR

ALFANUMERICO

TELEIMPRESSORA

A d e c i s ã o do que é um t o k e n depende não s Ô d a linguagem, mas tam- bém do p r o j e t i s t a do a n a l i s a d o r . Por exemplo, poder-se-ia t e r op- t a d o p o r não c o n s i d e r a r a e x i s t ê n c i a de um token do t i p o l i t e r a l

d a t a , mas s i m c o n s i d e r a r uma seqf!&ncia de c i n c o t o k e n s : i n t e i r o

-

p o n t o - i n t e i r o - p o n t o - i n t e i r o . s i m p l i f i c a ç õ e s como e s t a l e v a r i a m a

um a n a l i s a d o r l é x i c o mais s i m p l e s , mas ao c u s t o de t r a n s f e r i r o

reconhecimento de um l i t e r a l - d a t a p a r a a f a s e d e a n á l i s e s i n t á t i -

c a . E s t e enfoque, no e n t a n t o , ê b a s t a n t e d i s c u t i v e l . F o i s e g u i d a a

o r i e n t a ç ã o segundo a q u a l é melhor complicar-se o a n a l i s a d o r 16

-

x i c o , p a r a s i m p l i f i c a r o a n a l i s a d o r s i n t á t i c o . A l i s t a de1'tokens",

mostrada acima, é a q u e l a que julgou-se e s t a r m a i s próxima da e s

-

t r u t u r a do Loban, como d e f i n i d a p e l o u s u â r i o .

Sempre que o a n a l i s a d o r s i n t á t i c o p r e c i s a de uma nova entidade s i n

-

t á t i c a , o a n a l i s a d o r l é x i c o é chamado, sendo, p o r t a n t o , uma sub-

r o t i n a do a n a l i s a d o r s i n t â t i c o . O a n a l i s a d o r l&d.co s ó r e t o r n a r á .

o controle ao a n a l i s a d o r s i n t á t i c o (com exceção do c a s o d e f i m de ,

a r q u i v o ) após r e c o n h e c e r uma e n t i d a d e s i n t á t i c a v á l i d a p a r a s e u uso. Caso c o n t r á r i o c o n t i n u a r á a n a l i s a n d o o r e g i s t r o l i d o , e n

-

q u a n t o f o r n e c e s s á r i o . O a n a l i s a d o r l é x i c o e s c o l h e r á sempre a mais longa e n t i d a d e s i n t á t i c a p o s s í v e l . Duas d e f i n i ç õ e s s ã o i m p o r t a n t e s p a r a a concepção do a n a l i s a d o r

18

-

x i c o : automato f i n i t o d e t e r m i n z s t i c o e t r a n s d u t o r f i n i t o .

Automato f i n i t o não d e t e r m i n i s t i c o é uma 5-Tupla

M = ( Q , C , & t q o r F ) onde : (1) Q é um c o n j u n t o f i n i t o de e s t a d o s ; ( 2 ) C é um c o n j u n t o f i n i t o d e s h b o l o s ; ( 3 ) 6

,

a função de t r a n s i ç ã o , 8: ( Q x C ) ->Q* ( 4 ) q 0 é o e s t a d o i n i c i a l ; ( 5 ) F

,

que é um s u b c o n j u n t o d e Q , o c o n j u n t o de e s t a d o s f i n a i s .

Se 6 mapeia (QxC) e m Q d i r e m o s que o autômato é d e t e r m i n f s t i c o

-

(AFD)

.

Como j á f o i e x p o s t o , o a n a l i s a d o r l g x i c o é um t r a d u t o r , que t r a d u z o programa f o n t e p a r a uma s e q u ê n c i a d e e n t i d a d e s s i n t á

-

t i c a s . O t r a d u t o r mais s i m p l e s é o t r a n s d u t o r f i n i t o , usado p o r n ó s . ~ m

t r a n s d u t o r é composto p o r um reconhecedor acoplado a um t r a n s

-

m i s s o r , que e m i t e um c o n j u n t o de símbolos de s a í d a a cada movi-

mento f e i t o , podendo e s t e c o n j u n t o s e r v a z i o . O t r a n s d u t o r f i

-

n i t o é o b t i d o tomando-se um autômato f i n i t o e p e r m i t i n d o a má

-

q u i n a e m i t i r um c o n j u n t o d e s h b o l o s de s a i d a em cada movimen

-

t o . A F i g u r a I V . 2 a p r e s e n t a o modelo d e um t r a n s d u t o r f i n i t o . F i t a d e E n t r a d a ( l e i t u r a somente) CONTROLE FINITO F i t a d e s a í d a ( e s c r i t a somente)

Um t r ~ m d u t o r f i n i t o é uma 6-Tupla ( Q , C , A , 6 , q O , F) onde,

(1) Q é um c o n j u n t o f i n i t o d e e s t a d o s ( 2 ) C é um a l f a b e t o d e e n t r a d a ( 3 ) A é um a l f a b e t o de saTda ( 4 ) 6 é uma função de t r a n s i ç ã o 6 : ( Q x

C)->P(Q

x A*) ( 5 ) q o p e r t e n c e a Q , sendo o e s t a d o i n i c i a l ( 6 ) F e s t á c o n t i d o em Q, sendo o c o n j u n t o d e e s t a d o s f i n a i s

A análise léxica é dita direta quando, dada uma seqfiência de sim

-

bolos de entrada e um ponteiro para aquela seqflência, o analisa- dor determina a qual tipo de entidade sintstica pertence o grupo

de simbolos imediatamente a direita do lugar apontado e move o

ponteiro para a direita daquele grupo de s~mbolos.

A maneira mais eficiente de se implementar um analisador léxico

direto através da busca em paralelo, pois a cada simbolo lido

o número de possibilidades decresce rapidamente.

A estratégia de desenho adotada foi a seguinte:

Para cada tipo de entidade sintática foi desenhado um automato

finito que a reconhecesse. Todos os automatos foram então combi- nados em um só, que foi tornado determinístico e mínimo.

A partir do automato finito determin~stico combinado, obteve-se

um transdutor finito simples que emite na saída o tipo de enti

-

dade sintática reconhecida e, eventualmente, alguma informação

-

particular sobre seu valor.

Cada estado do automato representa estados de vários dos automa-

tos componentes. Quando o automato combinado entra num estado

que contem um estado final de um dos automatos componentes, e

nenhum outro estado, ele para e emite o nome da entidade sintáti

-

ca reconhecida, se não houver novas transições possíveis.

O automato finito deterministico combinado, representado pelo

analisador léxico está na Figura IV.3, na página 19.

Um problema ocorre no caso dos identificadores e das palavras

reservadas. Devido a grande quantidade de identificadores pos-

síveis, usa-se uma definição simplificada (letra seguida de qual

-

quer combinação de letras, digitos e travessões) para o transdu- tor

.

I ' ; " / P O N T O E

V T R G U L A

Fig.

1 1 3

, " /

VTRGULA

Autômato Finito

0

I ' .

" /

P O N T O

0

I 1 = I1 _{/ I G U A L} " { I 1 / A B R E - C H A V E S

0

" I " /

F E C H A C H A V E S

0

i

" L " /

A B R E - C O L C H E T E S

0

I ' ] " / F E C H A - C O L C H E T E S

0

"I

" /

M A R C A

0

" < > I 1 / D I F E R E N T E

0

II < = 11 L

/

M E N O R - I G U A L

" > = " I

M A I O R - I G U A L

0

" > " / M A I O R

0

II

.

.

I 1

_/

D O I S P O N T O S

" - " /

M E N O S

0

1 1 * 1 1

/

V E Z E S

cont. Fig.

I13

I ' ) " d " ) 'I

/

F E C H A - P A R E N T E S E S

0

" ) " / F E C H A - P A R E N T E S E S

0

11 I I ~ I I ( " / AB R E - P A R E N T E S E S " ( " / A B R E - P A R E N T E S E S

0

" # " /

C A R D I N A L

0

1 / d / I 1 l1 -

L

1 $1, # d ,

#"

- I ' / I D E N T I F I C A D O R \ a s p a s a s p a s / N U M C A R

Quando o transdutor reconhece um identificador, é executado um

procedimento especial para determinar se ele pertence ao conjun

-

to pre-definido, representado sob a forma de uma tabela. Caso

isto ocorra, trata-se de uma palavra reservada, e-não de um iden

-

tificador.

A tabela de palavras reservadas ê representada na memoria como

uma cadeia conthua de caracteres a partir da posição denomina-

da "Tabreserva", - ocupando 1130 bytes. As palavras reservadas lá

são colocadas em ordem ascendente de comprimento e em ordem al- fabética. Deste modo, temos todas as palavras de comprimento 1, depois todas as de comprimento 2, etc. A Última palavra de cada

grupo começa com um cãracter inválido em palavras, o casacter

" ) " , para indicar o final do grupo de palavras daquele compri

-

mento

.

Abaixo vai descrito o algorftmo de busca na tabela de palavras reservadas:

Passo 1: Inicial := função (comprim do ident, letra inicial)

Passo 2: Vezes := O

Passo 3: ~osição := tabreserva

+

inicial

+

(vezes

*

comprim do ident)

Passo 4: Compara caracter a caracter o identificador sendo ana-

lisado com o conteúdo das posições de memória

{ ~ o s i ç ~ o : ~ o s i ç ~ o

+

Comprim

-

1)

Passo 5: Se há igualdade, gera o token correspondente a palavra

reservada:

Token:= £unção (posição, comprim do ident)

Passo 6: Se não h8 igualdade e a letra inicial do identificador

sendo buscado é menor ou igual a letra em{posiçãoJ,en-

tão incrementa "vezes" e vai para o passo 3.

Passo 7: Se não há igualdade e a letra inicial do identificador

sendo buscado é maior que a letra em{posição),então o

O algoritmo descrito acima foi elaborado visando-se um bom apro- veitamento na memória, aspecto mais critico desta implementação. Cada palavra utiliza apenas o seu comprimento real, sendo perdi- do apenas o espaço ocupado pela palavra fictfcia colocada no fi-

nal de cada grupo. Deste modo, 963 dos 1110 caracteres da tabela

sgo efetivamente aproveitados, isto &, 87%.

As funç6es mencionadas nos Passos 1 e 5 são algebrismos bastante

especificas,

definidos a partir do conjunto de palavras reserva-

das no Loban, visando um bom aproveitamento da memõria, como ex-

plicado acima. O aspecto 16gic0, que

6

fundamental, é explicado-

em detalhe no algor?tmo.

N ~ O há necessidade de manter-se uma tabela de identificadores.To

-

da a análise semantica eststica ser5 realizada pelo interpreta

-

dor. O tradutor se limitara a passar para o interpretador uma

descrição de cada identificador contido no programa lido, sem

Neste ~apitulo, com exceção da seção 3, utiliza-se a notação e

os conceitos básicos de teoria de conjuntos e teoria de lingua

-

gens desenvolvidos em ( 6 ) .

Na Seçzo 1 alguns conceitos bastante bâsicos são apresentados,

tais como o de grgmatica, somente para um melhor encadeamento de idéias, sem que se pretendesse cobrir todo o alcance de um curso sobre linguagens

O estudo sobre gramgticas com lados direitos regulares e suas re

-

presentaç&s, desenvolvido na ~ e ç a o 2, teve como refergncias ( 3 )

e

(51.

Maiores detalhes sobre o assunto abordado na ~ e ç s o 3, Arvores Bi

narias, podem ser encontrados em'{ll), cuja notação foi utiliza- da.

Um alfabeto

é

qualquer conjunto de símbolos.

Define-se uma seqtihcia de sTmbolos sobre um alfabeto C da se

-

guinte maneira:

(1) E é uma seqtiéncia sobre C

.

(2) Se x é uma seqtihcia sobre C e a esta em C, entgo xa é uma

seqfiência sobre C ;

(3) Nada mais

e

seqtiência.

*

Uma linguagem sobre um alfabeto C

E!

sempre um subconjunto de

.

Linguagens de programação tais como FORTRAN e LOBAN estão obvia

-

mente incluídas nesta definição.

Uma linguagem composta de um ncmero finito de seqtisncias de slm

-

bolos pode ser representada atravzs de uma lista de todas essas seqfiências. Para uma linguagem composta de um número infinitode

seqfiências outro método de representação necessariamente deve

ser procurado.

~á diversos métodos de representaçso que preenchem este requi

-

sito. Usaremos um método generativo, chamado gramática, Cada

sentença da linguagem pode ser construfda através de metodosbem definidos, usando as regras (produç8es) da gramática. Represen- tação atravês de gramgticas simplifica a análise sintática e a

tradução, por causa da estrutura transmitida 5s sentenças da

linguagem pela gramztica.

Uma gramâtica

6

um sistema formal para se definir uma linguageq

bem como um dispositivo para dar 2s sentenças de linguagem uma estrutura Ütil.

Uma gramgtica

e

uma quadrupla G= (N ,C ,P ,S )

,

onde:

(1) N é um conjunto finito de slmbolos não-terminais (algumas

vezes chamados de variaveis ou categorias sintáticas).

(2) C um conjunto finito de símbolos terminais, dis junto

(3) p 6 subconjunto finito de

N

x (N UC)

*

Um elemento (a,P! de Pserá escrito na forma e serã

chamado uma produ~ão.

( 4 ) S é um shbolo particular em

N

chamado símbolo inicial.

Uma gramática da forma descrita & dita livre de contexto se ca-

da produqão de P é da £orma Aja, onde A pertence a

N

e a per-

tence a (NLJC)*. Outros tipos de gramsticas com diferentes defi-

nições para P existem, mas não sSo relevantes neste estudo.

d

Como mencionado anteriormente, a salda do analisador léxico e

uma seqiiência de pares (tipo de entidade sintática, valor). Es-

ta seqtiência forma a entrada do analisador sintático, que ana

-

lisa somente os primeiros componentes dos pares

-

os tipos. A

informação sobre cada um

-

segundo componente

-

é usada mais*

de, na geração de código. Portanto, os primeiros componentes de pares são os terminais da gramstica.

A anãlise sintática ou "parsing"

6

o processo em que a seqaên

-

cia de pares examinada para determinar-se se ela obedece cer-

tas convenç6es estruturais explxcitas na definição sintática da

linguagem, isto é, se ela pertence 3 linguagem.

A partir de um conjunto de regras sintáticas é possrvel cons-

truir-se automaticamente analisadores sintsticos, ou "parsers!

que garantirao que um programa fonte obedece à estrutura sintá-

tica definida por estas regras sintsticas.

Restringindo-se 2 classe de gramáticas em estudo,

6

poss~velcons

truir-se analisadores sintsticos mais eficientes. Discutiremos o

caso de algorítmos de análise sintstica caracterizados pelo fato

de que a seqaência de entrada

6

lida somente uma vez da esquerda

para a direita e o processo de análise é completamente determi

-

nIstico.

Na verdade, estamos restringindo a classe de gramáticas livres

de contexto de modo que possamos construir um "parser" esquerdo determinístico - - - - - para - a gramática sendo considerada.

Diversos conceitos utilizados a seguir serão considerados já de- finidos, encontrando-se no estudo de teoria de linguagens reali-

zado em { 6 } . são êles:

-

Derivação (=>I

-

Derivação esquerda (rm>)

-

"Parse"

-

"Parsing" preditivo

-

Forma sentencia1 ( a r

6,

yI

. .

.)

Para uma gramática livre de contexto

G

= (N,C,P,S), define-se

-

*

FIRST (a) = {x Ia&,=> xp), onde 1 m significa derivação esquerda. Is-

m

to é, FIRST (a) consiste de todos os sfmbolos terminais iniciais

das seqf!&cias de simbolos que podem ser derivadas a partir dea.

Diz-se que a gramática

G

é LL(l), se sempre que há duas deriva

-

~ Õ e s esquerdas:

*

*

(1)

S

=> wAa

+

wga => W x ; e

*

*

(2)

S = > wAa => wya => wy,

tais que FIRST (x) = FIRST (y)

,

então segue-se que = y

.

Menos formalmente,

G

é LL(1) se dada uma seqaência de simbolos

-

WAaem ( N U C ) * e o primeiro slmbolo terminal derivado de Aa, exis

-

te no máximo uma produçao que pode ser aplicada a

A

para produ

-

zir uma derivação de qualquer seqf!&ncia de terminais começando

-

por w seguido por este terminal.

possível efetuar-se o "parse" de gramâticas LL(1) de maneira

-

muito conveniente atravês de um algoritmo de parsing preditivode um s%nbolo, usando-se uma fita de entrada, uma pilha e uma fita-

de sazda. O algorçtmo preditivo de um shbolo tenta achar uma

C '9 a + b 4 Entrada -r T A B E L A DE P A R S I N G Y

z

d

7

saída

I

[

A fita de entrada contém a seqtlência de entrada a ser analisada,

seguida de -I

,

o marcadsr de final. Ela

6

lida por uma cabeça ca

-

paz de ler o pr6ximo sfmbolo, dito o srmbolo de avanço.

A pilha contém uma seqtlênciã de s~mbolos da gramática, precedidos

de - I . A tabela de controle do analisador é uma tabela bid.imensio

-

na1 M ( A , a ) , onde

A

é um não-terminal, e

a

é um terminal ou o sim- bolo -4 ;

O analisador sintático controlado por um programa que funciona-

da maneira descrita a seguir: o programa determina X, o shbolono

topo da pilha- e a, o s2mbolo atualmente na entrada. Estes dois

simbolos determinam a ação do analisador.

HS

3 possibilidades:

(1) Se X = a = - 4 , o analisador para e anuncia que a análise foi

concluída com sucesso.

( 2 ) Se X = a

#

-I,

o analisador desempilha X e avança o ponte20 da

( 3 ) S e X 6 um n ã o - t e r m i n a l , o programa c o n s u l t a a e n t r a d a da t a -

b e l a M ( X , a ) . E s t a e n t r a d a s e r á ou uma produção d a g r a m á t i c a ,

c u j o l a d o e s q u e r d o 6 o não-terminal X , ou s e r á uma . e n t r a d a

de e r r o . Se ~ ( x , a ) = ( X -+ U V W )

,

o a n a l i s a d o r s u b s t i t u e no

t o p o da p i l h a p o r W V U , com U no t o p o . Se M(X,a) = e r r o , uma

r o t i n a de r e c u p e r a ç ã o de e r r o s pode s e r chamada.

( 4 ) Em q u a l q u e r o u t r a s i t u a ç ã o a c u s a r á e r r o .

P a r a descrevermos um a l g o r i t m o d e c o n s t r u ç ã o da t a b e l a d e c o n t r o

-

l e p a r a a n á l i s e s i n t á t i c a p r e d i t i v a , f a l t a - n o s a i n d a uma f e r r a

-

menta.

S e j a G = ( N , C , P , S ) uma g r a m á t i c a l i v r e de c o n t e x t o . Define-se FOLLOW

( 6 )

,

sendo 6 p e r t e n c e n t e a ( N U C )

*

,

como sendo o c o n j u n t o { w I

s

z>

- aBye ti p e r t e n c e a FTRST (y )

1 .

I s t o é, FOLLOW ( A ) i n c l u e o c o n j u n t o de sfmbolos t e r m i n a i s que po-

dem o c o r r e r imediatamente a d i r e i t a de A e m q u a l q u e r forma s e n t e n -

c i a l

.

A i d é i a p o r t r á s do a l g o r i t m o d e c o n s t r u ç ~ o da t a b e l a é s i m p l e s :

s e j a A$a;uma produção com

a

p e r t e n c e n t e a F I R S T ( a ) , e n t ã o sempre

que o a n a l i s a d o r tem A no t o p o da p i l h a com a como símbolo na

e n t r a d a , o a n a l i s a d o r expande A p o r a . A Ünica complicação o c o r r e

*

quando a = E ou a = > & . Neste c a s o deve-se e x p a n d i r também A p o r a r s e

o símbolo na e n t r a d a p e r t e n c e a o FOLLOW ( A ) , ou s e o

-i

na e n t r a d a

f o i a t i n g i d o e 4 p e r t e n c e ao FOLLOW ( A )

.

Dada uma g r a m á t i c a G , o a l g o r i t m o d e c o n s t r u ç ã o da t a b e l a de con

-

t r o l e M do a n a l i s a d o r s i n t á t i c o

6

o s e g u i n t e :

(1) P a r a cada produção A-tada g r a m á t i c a , e x e c u t e o s p a s s o s ( 2 ) e

(.3 1 =

( 2 ) P a r a cada t e r m i n a l

a

em FIRST ( a ) , a d i c i o n e A-+ a na e n t r a d a .

(3) Se E pertence a FIRST ( a )

,

adicione A - m na entrada M ( A , b ) pa-

ra cada terminal

b

pertencente a FOLLOW ( A ) . Se E pertence a FIRST (a) e 4 pertence a FOLLOW ( A )

,

adicione A-ta na entrada

M

(A,+ 1

.

2. GRÃMATICAS RRP

A p r i m e i r a d e f i n i ç ã o r e l e v a n t e p a r a o e s t u d o de g r a m á t i c a s RRP é

- v . -

a d e e x p r e s s ã o r e g u l a r , mostrada na Seçao 4 . 1 .

Uma g r a m á t i c a com l a d o s d i r e i t o s r e g u l a r e s , d i t a RRP (do i n g l ê s

" r e g u l a r r i g h t p a r t s " ) , l i v r e d e c o n t e x t o , G

6

uma 4 - t u p l a G = = ( N , C , P , S - ) onde : (1) N e C s ã o c o n j u n t o s f i n i t o s d e não t e r m i n a i s e t e r m i n a i s , r e s

-

pectivamente: ( 2 ) P é um c o n j u n t o d e p a r e s (A-wr) t a l que A p e r t e n c e a N e IT é um c o n j u n t o r e g u l a r s o b r e ( N U C ) ; .. . ( 3 ) S é o slmbolo i n i c i a l

Uma d e r i v a ç ã o e m G

6

da forma:

u A v

=t,

u w v

se (A-tw) p e r t e n c e a P , e

w p e r t e n c e a IT.

A d e s c r i ç ã o de uma g r a m ã t i c a RRP pode p o s s u i r v á r i o s formatos.En -

t r e e l e s , s ã o i m p o r t a n t e s p a r a nós:

(1) Formato d e e x p r e s s ã o r e g u l a r . N e s t e c a s o TI 6 d e s c r i t o p o r ex

-

p r e s s ã o r e g u l a r s o b r e ( N U C )

.

( 2 ) Formato d e automato f i n i t o d e t e r m i n i s t i c o mínimo e m q u e 7 é

um A F D mínimo, o a l f a b e t o d e e n t r a d a é ( N U C ) e 6 mapeia Q x

( N U C ) e m Q.

P a r a que uma gramática RRP s e j a LL(1) a s condições s ã o a s s e g u i n

-

t e s :

S e j a G = ( N , 1, p , S ) uma g r a m á t i c a RRP l i v r e de c o n t e x t o não r e c u r

-

s i v a à e s q u e r d a , ou s e j a :

Ou a i n d a , s e G e s t i v e r r e p r e s e n t a d a em formato de autômato f i n i -

-

se Ai -+

₁

e n t ã o Qii não p e r t e n c e a E.

1

G é LL(1) s e :

(1) 6; ( q , ~ ) =

r

e Gi

(q,B)

=s =+ FIRST(X)

n

FIRST ( B ) =

{ I

onde q ,

r ,

s pertencem a

ai,

B p e r t e n c e a N , e X p e r t e n c e a ('N UZ) ;

onde p e q pertencem a Qi,X p e r t e n c e a ( N U C )

.

D e f i n i r e m o s o s c o n j u n t o s FIRST usando G e P.como m o s t r a d o s a n t e -

r i o r m e n t e d a s e g u i n t e . f o r m a :

. .

(A) FIRST ( a ) = ( a )

,

com a p e r t e n c e n t e a C;.

( B ) S e (Ai+Mi) p e r t e n c e a P e n t ã o FIRST(Aa)= U FIRST

( X . 0

com

7

*

'

Note-se q u e se b p e r t e n c e a FIRST(Y) e n t ã o Y - = > b &

.

EXEMPLO :

FIRST (IP) = FIRST

(I)

U FIRST ( e )

FIRST(A)

= { d , e )

Com a mesma g r a m á t i c a G , o mesmo c o n j u n t o d e p r o d u ç õ e s P , pode

-

mos d e f i n i r os c o n j u n t o s FOLLOW:

( A ) Se

r

não pertence a

Fi

então FOLLOW (A. ) = U PIRST ( $ ) ,

1

com X K tais que Gi ( r , XK) =s ; k

( B ) Se r pertence a

Fi

então

Note-se que se b p-tence a FOLLOW ( Y ) então

s&>

a~ b y

.

EXEMPLO :

FOLLOW ( C ) = FIRST (B) U {-I} FOLLOW (C) = { d ,

d

Dispondo-se da gramâtica RRP escrita com os lados direitos repre

-

sentados por AFD mhimo, e os conjuntos FIRST e FOLLOW pode-se

construir a tabela de controle para um analisador sintático.

A tabela de controle fornece uma ação a ser executada para cada

par de

(Q

x

( N U C U { + } )

,

com os seguintes significados:

(A) (A, E) : Elimine o símbolo da entraae faça o estado atual ser

E. Corresponde a uma transição em um automato;

( B ) (D,n) : Insira o estado atual na pilha sintática e faça o es

-

tado atual ser ENTRY ( n )

.

Corresponde a uma deriva

-

reconhecimento do automato n t :

( C ) ( p o p , S ) : coloque o não t e r m i n a l S na e n t r a d a , como sendo o

p r i m e i r o s ~ m b o l o , e f a ç a o e s t a d o a t u a l r e c e b e r o conteúdo-

do topo da p i l h a s i n t á t i c a , que de l á deve ser r e t i r a d o ;

(D) ( F i m ) : i n d i c a n d o que a a n á l i s e e s t á concluPda. ( E ) ( E R R O ) : t o d a s a s e n t r a d a s i n d e f i n i d a s r e p r e s e n t a m e r r o s s i n

-

t á t i c o s . O a l g o r i t m o de confecção da t a b e l a d e c o n t r o l e é muito s i m p l e s . Recebendo-se um automato f i n i t o d e m Ú l t i p l a e n t r a d a , q u e r e p r e

-

s e n t a a g r a m á t i c a , e x e c u t a - s e o s p a s s o s a b a i x o

s6

preenchendo po

-

s i ç õ e s e m TABCONTROLE s e i s s o a i n d a não t i v e r s i d o f e i t o . Caso

-

c o n t r á r i o , p a r a e a v i s a que a g r a m á t i c a não é L L ( 1 ) :

( a ) P a r a cada t r a n s i ç ã o cS(p,X) =

r

faça TABCONTROLE(p,X) = ( A , r ) .

~ l é m d i s s o , s e X p e r t e n c e

N

f a ç a TABCONTROLE ( p , a ) v a l e r ( D ,

X ) p a r a t o d o

a

p e r t e n c e n t e a FIRST ( X ) ;

( b ) P a r a todo f que s e j a e s t a d o f i n a l de uma ~ r o d u ~ ã o ( P , +I$ ) £a

-

ç a TABCONTROLE ( f

,

b ) = ( p o p

,

Ai

)

,

p a r a t o d o b p e r t e n c e n t e a

FOLLOW

(Ai

) ;

( C ) P a r a t o d o 6

( p , x )

= q , q p e r t e n c e n t e a Fo, f a ç a TABCONTROLE

( d ) Faça TABCONTROLE ( p , x ) = ( E R R O ) p a r a t o d a e n t r a d a d e TABCON-

TROLE a i n d a não p r e e n c h i d a .

A t a b e l a de c o n t r o l e do a n a l i s a d o r s i n t á t i c o , t a l como f o i d e f i -

Uma estrutura alternativa utilizaria listas, diminuindo o espaço

ocupado, uma vez que a matriz é esparsa.

Em linguagem corrente, as condições para que uma gramática RRP

-

seja LL(1) são as seguintes:

(a) Em um dado estado, se for posslvel haver transição com dois-

símbolos diferentes, a interseçgo dos FIRST'S dos dois sim

-

bolos tem que ser vazia.

(b) Se for possível haver transição com um determinado simbolo a

partir do estado final de uma produçzo, a interseção do

FIRST deste shbolo com o FOLLOW do não terminal que ê o la-

do esquerdo da referida produção tem que ser vazia.

A primeira condição

e

necessária nos casos em que h2 transiçso a

partir de um mesmo estado com

um

não terminal e um terminal. Se

o terminal pudesse estar presente no FTRST do não terminal, O

analisador não poderia decidir inequivocamente com base no próxi

-

mo simbolo lido na entrada qual a a930 que deve ser tomada, não

prevalecendo a condição LL(l), A mesma restrição deve ser obser-

vada se houver transição a partir de um estado com dois não ter-

minais. #

A segunda condição 6 necessária para que o analisador possa de

-

cidir, quando estiver num posslvel estado final, se ele deve

continuar na mesma produção. Se o símbolo for uma continuação vá

-

lida, ou se realmente atingiu um estado final, caso o símbolonão seja uma continuação válida.

EXEMPLOS :

(1) A + c I B B + c d