編譯時代
① 編譯器龍書虎書鯨書基本抽象概念
在編譯原理的世界裡，三本堪稱經典的著作猶如璀璨明珠：龍書（Aho, Sethi, Ullman合著的《編譯原理技術和工具》）、虎書（Appel和Palsberg合作的《現代編譯器實現：C語言版》），以及被稱為「鯨書」的神秘巨著（未提及具體書名）。龍書是編譯器領域的基石，涵蓋了詞法分析、語法分析等核心內容，雖早期版本存在一些過時技術，但後期修訂版不斷擴展新知識。虎書則緊跟時代步伐，融合了數據流分析等現代元素，特別適合教學，不僅有C語言版本，還有Java和ML版本，詳細內容可通過參考鏈接獲取。
深入研究現代商業編譯器的關鍵問題，學生們通過學習基礎概念，為後續深入探索奠定基礎。推薦必讀的《現代編譯原理：C語言描述》由Steven S. Muchnick撰寫，是虎書的升級版。而「鯨書」則為進階學習者量身打造，探討高級編譯器設計與實現，涵蓋了抽象層次的深入轉換，如從高級語言到機器代碼的優化過程，分為基礎抽象、數據模型、編程語言語義和演算法效率等幾個核心領域。
基礎抽象如同Java介面，它不僅包含操作的名稱，還承載了預期的功能含義。這些抽象可以分為兩類：一類是常見的操作，如字典和堆棧，提供多種實現；另一類是廣泛應用於組件化的概念，如樹和圖。在計算思維中，抽象是靈魂，如圖抽象中的「查找相鄰節點」，它在圖靈完備的語言中嵌入，類似於面向對象的類方法，但底層實現則更為具體，涉及有限自動機、解析器等與機器模型緊密相連的技術。聲明性抽象，如正則表達式和關系代數，強調的是表達和描述而非實現，對優化性能有高要求；而計算抽象，如通用編程語言和理論模型，如RAM和並行計算模型，盡管可能非圖靈完備，但其重要性不言而喻。
舉例來說，當需要在聲明階段將標識符插入符號表S時，編譯器會根據標識符類型進行檢索。字典語言雖然不具備圖靈機的復雜性，但它關注的是進程的表示，而非演算法設計。字典操作的時間復雜性與集合大小相關，鏈表實現可能導致O(n)時間，而搜索樹如AVL或紅黑樹則可達到O(log n)。
哈希抽象的核心是全集、哈希函數和哈希桶，操作基於計算哈希值。盡管哈希操作存在最壞情況性能問題，但通常假設平均性能。哈希桶存儲結構可根據集合規模採用鏈表或優化存儲，如調整磁碟塊大小以適應主存容量。
從詞法分析到後端優化，現代編譯器分為前後端任務。前端涉及詞法分析、句法分析、語義分析和中間代碼生成，而共享符號表則用於收集源代碼信息。如Lex，通過正則表達式實現標記簡化，早期的磁帶檢索技術效率較低，但Aho-Corasick演算法通過一次遍歷查找多個關鍵字，提高了效率。句法分析器生成器基於正則表達式，產生確定性有限自動機，確保語法的有效性。
2.1.1 Lex的升級：Aho-Corasick演算法通過集成多個正則表達式集合，顯著提升了關鍵字檢索的效率。
2.1.2 Lex設計關注交互復雜性，區分標識符與控制流關鍵字，避免混淆。
2.1.3 懶惰評估的DFA（確定性有限自動機）技術，優化了正則表達式到DFA的轉換，為grep等工具的性能提升做出了貢獻。
繼續深入，語法分析構建了語言的結構，如表達式樹。上下文無關文法（CFG）描述編程語言的句法規則，LR(k)分析法通過一次左到右掃描，處理復雜語法結構。
編譯器研究涉及眾多抽象層次，從關系模型在編程語言中的應用，到SQL的抽象和優化，再到分布式計算和量子計算的前沿探索。隨著技術的演進，我們期待在編譯器領域的知識體系中，不斷發掘新的抽象理論，推動計算機科學的邊界不斷拓寬。
參考資料：[1] [2] [3]
② 計算機的發展經歷了哪幾個階段各階段的主要特徵是什麼
一共有四個發展階段：
第一代計算機特徵是採用電子管作為主要元器件
第二代計算機 特徵是採用晶體管作為主要器件
第三代計算機 特徵是半導體中小規模集成電路
第四代計算機 特徵是大規模和超大規模集成電路
電子管（第一階段）-晶體管（第二階段）--中小規模集成電路（第三階段）--大規模及超大規模集成電路（第四階段）--智能（第五階段）
(2)編譯時代擴展閱讀：
計算機（computer）俗稱電腦，是現代一種用於高速計算的電子計算機器，可以進行數值計算，又可以進行邏輯計算，還具有存儲記憶功能。是能夠按照程序運行，自動、高速處理海量數據的現代化智能電子設備。
由硬體系統和軟體系統所組成，沒有安裝任何軟體的計算機稱為裸機。可分為超級計算機、工業控制計算機、網路計算機、個人計算機、嵌入式計算機五類，較先進的計算機有生物計算機、光子計算機、量子計算機等。
人和計算機交流信息使用的語言稱為計算機語言或稱程序設計語言。計算機語言通常分為機器語言、匯編語言和高級語言三類。如果要在計算機上運行高級語言程序就必須配備程序語言翻譯程序（下簡稱翻譯程序）。翻譯程序本身是一組程序，不同的高級語言都有相應的翻譯程序。翻譯的方法有兩種：
一種稱為「解釋」。早期的BASIC源程序的執行都採用這種方式。它調用機器配備的BASIC「解釋程序」，在運行BASIC源程序時，逐條把BASIC的源程序語句進行解釋和執行，它不保留目標程序代碼，即不產生可執行文件。這種方式速度較慢，每次運行都要經過「解釋」，邊解釋邊執行。
另一種稱為「編譯」，它調用相應語言的編譯程序，把源程序變成目標程序（以.OBJ為擴展名），然後再用連接程序，把目標程序與庫文件相連接形成可執行文件。盡管編譯的過程復雜一些，但它形成的可執行文件（以.exe為擴展名）可以反復執行，速度較快。運行程序時只要鍵入可執行程序的文件名，再按Enter鍵即可。
對源程序進行解釋和編譯任務的程序，分別叫作編譯程序和解釋程序。如FORTRAN、COBOL、PASCAL和C等高級語言，使用時需有相應的編譯程序；BASIC、LISP等高級語言，使用時需用相應的解釋程序。
③ 計算機發展過程中經歷了哪幾個時代（年份）所用的電子器件分別是什麼
1、第1代：電子管數字機（1946—1958年），硬體方面，邏輯元件採用的是真空電子管，主存儲器採用汞延遲線、陰極射線示波管靜電存儲器、磁鼓、磁芯；外存儲器採用的是磁帶。軟體方面採用的是機器語言、匯編語言。應用領域以軍事和科學計算為主。
缺點是體積大、功耗高、可靠性差。速度慢（一般為每秒數千次至數萬次）、價格昂貴，但為以後的計算機發展奠定了基礎。
2、第2代：晶體管數字機（1958—1964年），軟體方面的操作系統、高級語言及其編譯程序應用領域以科學計算和事務處理為主，並開始進入工業控制領域。特點是體積縮小、能耗降低、可靠性提高、運算速度提高、性能比第1代計算機有很大的提高。
3、第3代：集成電路數字機（1964—1970年），硬體方面，邏輯元件採用中、小規模集成電路，主存儲器仍採用磁芯。軟體方面出現了分時操作系統以及結構化、規模化程序設計方法。特點是速度更快，而且可靠性有了顯著提高，價格進一步下降，產品走向了通用化、系列化和標准化等
4、第4代：大規模集成電路機（1970年至今），硬體方面，邏輯元件採用大規模和超大規模集成電路（LSI和VLSI）。軟體方面出現了資料庫管理系統、網路管理系統和面向對象語言等。1971年世界上第一台微處理器在美國矽谷誕生，開創了微型計算機的新時代。
(3)編譯時代擴展閱讀：
由於集成技術的發展，半導體晶元的集成度更高，每塊晶元可容納數萬乃至數百萬個晶體管，並且可以把運算器和控制器都集中在一個晶元上、從而出現了微處理器，並且可以用微處理器和大規模、超大規模集成電路組裝成微型計算機，就是常說的微電腦或PC機。
微型計算機體積小，價格便宜，使用方便，但它的功能和運算速度已經達到甚至超過了過去的大型計算機。另一方面，利用大規模、超大規模集成電路製造的各種邏輯晶元，已經製成了體積並不很大，但運算速度可達一億甚至幾十億次的巨型計算機。