Teknik Kompilasi - Bertha

Bertha Meyke Waty Hutajulu, S.Kom, M.MSI

Diktat Kuliah Teknik Kompilasi

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 BAHASA PEMROGRAMAN

Manusia dapat melakukan interaksi secara efektif dengan menggunakan media bahasa.

Bahasa memungkinkan penyampaian gagasan dan pemikiran, tanpa itu komunikasi akan sulit

terjadi. Dalam lingkungan pemrograman komputer, bahasa pemrograman bertindak sebagai

sarana komunikasi antara manusia dan permasalah-annya dengan komputer yang dipakai untuk

membantu memperoleh pemecahan. Bahasa pemrograman menjembatani antara pemikiran

manusia yang sering tidak terstruktur dengan kepastian yang diperlukan oleh komputer untuk

melakukan eksekusi. Suatu solusi untuk suatu masalah akan menjadi lebih mudah bila bahasa

pe-mrograman yang dipergunakan lebih dekat dengan permasalahan tersebut. Oleh karena itu,

bahasa harus memiliki konstruksi yang merefleksikan terminologi dan elemen yang

dipergunakan dalam mendeskripsikan masalah dan independen dari komputer yang

di-pergunakan. Bahasa pemrograman seperti ini biasanya bahasa tingkat tinggi. Komputer

digital, di sisi lain, menerima dan memahami hanya bahasa tingkat rendah mereka sendiri,

terdiri dari deretan nol dan satu, yang sulit dipahami oleh manusia.

Bahasa pemrograman berdasarkan tingkat ketergantungannya dengan mesin bisa

meliputi:

1. Bahasa mesin

Merupakan bentuk terendah dari bahasa komputer. Setiap ins-truksi dalam program

direpresentasikan dengan kode numerik, yang secara fisik berapa deretan angka 0 dan

Sekumpulan instruksi dalam bahasa mesin bisa dibentuk menjadi microcode, yaitu

semacam prosedur dalam bahasa mesin.

2. Bahasa assembly

Merupakan bentuk simbolik dari bahasa mesin. Setiap kode ope-rasi memiliki kode

simbolik, misalnya ADD untuk penjumlahan (additiori) dan MUL untuk perkalian

(multiplication). Sekumpul-an instruksi dalam bahasa assembly bisa dibentuk menjadi

makr-oinstruksi. Pada bahasa assembly tersedia alat bantu untuk diag-nostik atau

debug yang tidak terdapat pada bahasa mesin. Con-toh produk yang ada untuk

pengembangan dan debug bahasa assembly di pasaran saat ini, misalnya Turbo

Assembler dari Borland, Macro Assembler dari Microsoft, DEBUG ya&g-tersedia

pada DOS, dan Turbo Debugger. Instruksi dalam bahasa Assem-bly biasanya terdiri



dari beberapa field, misalnya field operasi diikuti satu atau lebih operan.

3. Bahasa tingkat tinggi (user oriented)

Disebut tingkat tinggi karena lebih dekat dengan manusia. Mem-berikan fasilitas yang

lebih banyak, kontrol program yang ter-struktur, kalang (nested), block, dan prosedur.

Contohnya: Pascal, BASIC

4. Bahasa yang problem oriented

Memungkinkan penyelesaian untuk suatu masalah atau aplikasi yang spesifik.

Contohnya: SQL (Structured Query Language) un-tuk aplikasi database, COGO untuk

aplikasi teknik sipil. Bahasa yang problem oriented kadang dimasukkan pula sebagai

bahasa tingkat tinggi.

Dalam buku ini akan difokuskan pada pengembangan kompi-lator untuk bahasa tingkat

tinggi prosedural seperti Pascal.

Keuntungan bahasa tingkat tinggi dibandingkan bahasa tingkat rendah sebagai berikut:

1. Kemudahan untuk dipelajari, tidak membutuhkan latar belakang pengetahuan mengenai

perangkat keras (hardware) karena sifat-nya yang machine independent.

2. Lebih mendekati permasalahan yang akan diselesaikan

3. Pemrogram tidak perlu mengetahui bagaimana representasi data ke dalam bentuk internal

di meinory. Kemampuan untuk konversi data, seperti floating point misalnya sudah

tersedia. Pekerjaan tersebut ditangani oleh suatu sistem yang mentranslasi-kan program

bahasa tingkat tinggi ke dalam bahasa mesin.

4. Memberikan banyak pilihan struktur kontrol seperti:

• kondisional (IF-THEN-ELSE)

• looping (REPEAT-.UNTIL, FOR)

• struktur blok (BEGIN..END)

• nested statement

Struktur kontrol ini memberikan fasilitas untuk pemrograman terstruktur, sehingga

program mudah dibaca, dipahami dan dimodifikasi. Ini akan mengurangi biaya

pemrograman karena program lebih sederhana.

5. Program lebih mudah di-debug. Bahasa tingkat tinggi menyediakan konstruksi yang

mengurangi kesalahan pemrograman yang biasa muncul pada bahasa tingkat rendah.

Sebagai contoh, deklarasi suatu variabel akan menjadi sesuatu yang berguna dalam

mendeteksi kesalahan penggunaan variabel, Bahasa-bahasa biasanya

mengharuskan penggunaan pointer secara konsisten. Suatu program yang terstruktur



lebih mudah di-debug daripada yang tidak terstruktur.

6. Kemampuan struktur data yang lebih baik, sehingga memfasilitasi

pengekspresian suatu solusi dari masalah tertentu.

7. Karena ketersediaan feature seperti prosedur, bahasa tingkat tinggi memungkinkan suatu

deskripsi modular dan hirarkis dalam pemrograman. Suatu pekerjaan bisa diserahkan pada

suatu tim, dan memungkinkan pembagian kerja.

8. Kompatibilitas dan dokumentasi yang lebih baik dalam pengembangan program

9. Tidak bergantung pada mesin (machine independent) sehingga memiliki portabilitas

tinggi. Program hanya memerlukan sedikit perubahan untuk bisa dieksekusi pada mesin

yang berbeda arsitektur internalnya dan instruksi bahasa mesinnya. Portabilitas

ini akan mengurangi biaya.

Agar dapat dieksekusi, sebuah program dalam bahasa tingkat tinggi tentu saja harus

ditranslasikan ke dalam bahasa mesin. Pada bagian berikutnya akan dibahas mengenai

translator.

1.2 TRANSLATOR

Sebuah translator melakukan pengubahan source code/source program (program

sumber) ke dalam target codelobject code/object program (program objek). Source code ditulis

dalam bahasa sumber, sedang object code bisa berupa suatu bahasa pemrograman lain atau

bahasa mesin pada suatu komputer. Ada beberapa macam translator:

1. Assembler

Source code adalah bahasa assembly, object code adalah bahasa mesin. Contohnya: Turbo

Assembler dan Macro Assembler.

Gambar 1.1 Assembler



2. Kompilator (Compiler)

Source code adalah bahasa tingkat tinggi (misal bahasa Pascal), object code adalah bahasa

raesin atau bahasa assembly. Source code dan data diproses pada saat yang berbeda.

Contohnya: Turbo Pascal. Proses kompilasi dapat dilihat pada gambar 1.2.

Gambar 1.2 Proses Kompilasi

Compile time adalah saat pengubahan source code ke object code. Run time adalah saat

eksekusi object code.

1. Interpreter

Interpreter tidak membangkitkan object code, hasil translasi hanya dalam bentuk

internal. Contoh interpreter: BASICA/GW-BASIC, LISP, SMALLTALK. Source code

dan data diproses pada saat yang sama. Proses interpretasi dapat dilihat pada gambar 1.3.

Run time Gambar 1.3 Proses Interpretasi

Selanjutnya dalam buku ini akan difokuskan pada kompilator dan teknik

pengembangannya.



1.3 MODEL KOMPILATOR

Pengembangan kompilator untuk sebuah bahasa merupakan pekerjaan yang kompleks.

Kompleksitas kompilator bisa dikurangi bila perancang bahasa pemrograman

mempertimbangkan bermacam-macam faktor perancangan. Karena kita berhubungan dengan

bahasa tingkat tinggi, bagaimanapun suatu model dasar dari kompilator dapat diformulasikan.

Sebuah kompilator umumnya memiliki dua tugas pokok:

1. Fungsi Analisis

Fungsi Analisis biasa disebut sebagai Front End. Tugasnya melakukan dekomposisi

program sumber menjadi bagian-bagian dasarnya

2. Fungsi Sintesis

Fungsi Sintesis biasa disebut sebagai Back End. Tugasnya melakukan pembangkitan dan

optimasi program objek



BAB 2

PERANCANGAN BAHASA PEMROGRAMAN

2.1 SUMBER PERANCANGAN BAHASA PEMROGRAMAN

Gagasan untuk perancangan bahasa pemrograman bisa berasal dari bahasa alami (natural

language), matematika, dan bahasa pe-mrograman yang sudah ada. Penjelasannya

masing-masing sebagai berikut:

1. Konstruksi yang diturunkan dari bahasa alami berguna untuk kejelasan dan kemudahan

pembacaan. Sebuah instruksi akan mengerjakan 'mirip' dengan arti instruksi itu. Hal ini

memberikan kenyamanan untuk para pemrogram, khususnya yang belum berpengalaman.

Di sisi lain bisa pula menimbulkan ambiguitas/ke-dwiarti-an yang tidak diinginkan dalam

sebuah bahasa pemrograman. Bagaimanapun, bahasa alami bisa digunakan sebagai

panduan untuk perancangan sintaks sebuah bahasa pemrograman.

2. Matematika telah banyak dipakai untuk aturan-aturan yang terdapat pada bahasa

pemrograman, misalnya ekspresi aritmatika. Tetapi seorang pemrogram dan ahli

matematika menggunakan metode dan memecahkan masalah yang berbeda. Meskipun

matematika merupakan suatu sumber yang berguna, perlu kehatihatian saat mengadopsi

notasi matematika untuk suatu konsep.

3. Bahasa pemrograman yang sudah ada bisa menjadi sumber yang bagus untuk perancangan

bahasa pemrograman. Tetapi perlu ketelitian saat menggunakannya, karena bahasa

yang sudah ada itu mungkin mengandung kesalahan yang serius. Beberapa fasilitas yang

diinginkan bisa dibatasi untuk meningkatkan kemudahan baca (readability) dan

pemeriksaan kesalahan, dengan mengamati bagian mana dari bahasa yang jarang

digunakan. Misalnya motivasi untuk tidak menggunakan instruksi GOTO da-tang dari

pengamatan bahwa pemrogram yang baik tidak menggunakan GOTO untuk membuat

struktur yang lebih mudah di-pahami.

2.2 TUJUAN PERANCANGAN BAHASA PEMROGRAMAN

Perancangan sebuah bahasa pemrograman bertujuan untuk:

1. Komunikasi dengan manusia

Jika sebuah program sulit dimengerti oleh manusia, akan terjadi kesulitan juga untuk

memeriksa dan melakukan pemeliharaan/modifikasi. Masalah ini tidak bisa dipecahkan



dengan sekedar me-nambahkan komentar atau melalui dokumentasi tersendiri. Pemrogram

tidak suka menambahkan komentar yang berlebihan, sementara dokumentasi program sering

tidak lengkap dan sudah kadalu-warsa. Sebuah program yang mudab dibaca/dimengerti adalah

se-buah dokumentasi yang baik. Sintaks sebuah bahasa pemrograman harus merefleksikan

semantiknya. Keterbatasan kemampuan pikir manusia menyulitkan untuk memahami suatu

struktur yang kompleks, sementara kompilator tidak, Misalkan saja algoritma manipulasi

dengan stack. Mungkin suatu statement bermakna ambigu bagi manusia, sementara sudah

cukup jelas bagi kompilator, misalnya instruksi aritmatika berikut:

a/b/c

bisa berarti

a dibagi dengan b, baru hasilnya dibagi dengan c

atau

a dibagi dengan hasil pembagian b dengan c

2. Pencegahan dan deteksi kesalahan

Sebuah bahasa pemrograman yang baik perlu mengidentifikasi error yang mungkin

terjadi. Sebingga mempermudah deteksi kesalah-an dan menghilangkannya.

3. Usability

Bahasa pemrograman harus mudah dipelajari dan diingat. Sekali seorang pemrogram

familiar dengan bahasa itu, dia tidak harus melihat manual terus-meneras. Usability berkaitan

dengan aspek kenyamanan seorang pemrogram menggunakan bahasa.

4. Efektifitas pemrograman

Efektifitas di sini berkaitan dengan pemrograrnan sebagai bagian dari rekayasa

perangkat lunak. Hal yang menjadi perhatian besar pada rekayasa perangkat lunak adalah

bagaimana mencatat keputusan yang dibuat selama pengembangan program. Program sendiri

adalah tempat terbaik untuk mencatat keputusan tersebut. Bahasa pemrograman harus

memfasilitasi suatu statement yang jeias dari keinginan pemrogram. Bilamana mungkin,

bahasa harus me-mungkinkan pemrogram untuk menyatakan keinginan mereka dan

membiarkan kompilator melakukan implementasinya. Suatu bahasa yang jelas dan mudah

dibaca akan mencegah pemrogram yang 'eer-das' untuk melakukan 'tricky". Salah satu contoh

rancangan pre-sedensi operator yang buruk adalah di dalam bahasa C, yang me-miliki selusin

tingkat prioritas.

5. Compilability

Pengembangan sebuah kompilator menipakan pekerjaan yang tidak sederhana. Sebuah

bahasa yang terlalu kompleks akan menyulitkan pembuatan kompilator untuk bahasa tersebut.



Kornplek-sitas tersebut bisa muncul baik pada tahapan analisis maupun sin-tesis.

Kompleksitas biasanya muncul pada bahasa di mana koma dan parenthesis (kururig

buka/tutup) digunakan pada banyak aturan yang berbeda. Sebagai contoh, parenthesis bisa

dipakai pada:

• Pengelompokan sub-ekspresi

• Membatasi argumen pada pemanggilan prosedur

• Membatasi parameter pada definisi prosedur

• Menentukan indeks pada array

• Ekspresi logika

Dalam kasus tersebut diperlukan look-ahead parser yang mampu melihat dua atau tiga

token ke depan, sehingga memperlambat kompilasi dan menambah ukuran tabel untuk parsing.

Feature bahasa yang kompleks tapi jarang dibutuhkan lebih baik tidak dimasukkan. Salah satu

contoh skema yang sederhana tetapi powerful adalah metode passing parameter dengan call by

value dan call by reference. Sebisa mungkin rancangan bahasa dibuat selengkap mung-kin

sebelum masuk ke tahapan implementasi kompilator.

6. Efisiensi

Efisiensi merupakan bahasan yang penting dalam sejarah pengembangan bahasa

pemrograman. Dalam hal ini harus diingat pula bahwa mesin akan lebih murah, sementara

pemrogram akan semakin mahal. Kita tidak bisa memaksakan efisiensi 10 persen dengan usaha

yang dikeluarkan cukup keras, karena hasilnya tidak sebanding dengan 'investasi' yang

dilakukan. Perbedaan dalam efi-siensi 10 atau 20 persen bisa ditoleransi. Tetapi tidak untuk

per-bedaan dalam kelipatan 2 atau 10 karena alasan-alasan berikut:

• Bagaimanapun cepat dan murahnya perangkat keras, akan lebih murah dan cepat

bilamana menjalankan sebuah program yang efisien

• Kecepatan dan harga dari peripheral tidak meningkat secepat CPU

• Tidak seharusnya user dikorbankan dengan memaksa mereka mengeluarkan uang untuk

peningkatan perangkat keras

Salah satu hal yang penting adalah menentukan penyebab utama dari inefisiensi.

Penyebab terbesar biasanya adalah ketidakcocokan antara perangkat keras dengan bahasa.

Mencoba untuk membuat bahasa terlalu 'dekat' dengan perangkat keras juga akan memberikan

hasil yang buruk. Optimasi suatu kompilator bukanlah jawaban utama. Suatu optimasi

kompilator menimbulkan kesulitan dan memerlukan banyak waktu untuk dibuat. Harus

dilakukan secara hati-hati supaya semantik dari bahasa tidak berubah karena proses optimasi.

Optimizer umumnya juga berjalan lebih lambat daripada kompilator sederhana. Efisiensi



bukanlah hanya permasalahan ke-cepatan-ukuran, karena akses I/O dan paging memori

termasuk juga dalam efisiensi. Peningkatan yang signifikan dalam efisiensi bisa didapat

dengan membuat bahasa lebih sederhana sehingga mudah untuk menghasilkan kode yang

efisien.

7. Machine Independent

Sebuah bahasa dikatakan machine independent jika dan hanya jika sebuah program yang

telah sukses dikompilasi dan dieksekusi pada suatu mesin, saat dipindahkan ke mesin lainnya

akan berjalan dengan input dan output yang tepat sama. Perlu diperhatikan ma-chine

independence tidak diharuskan untuk semua bahasa pemro-gramau. Misalnya bahasa yang

ditujukan untuk penulisan sistem operasi bisa memiliki ketergantungan tertentu pada mesin.

Beberapa masalah yang berkaitan dengan independensi suatu bahasa misal-nya:

Aritmatika floating point

Kumpulan (set) karakter yang ada

Karakter kontrol.

8. Kesederhanaan (simplicity)

Kebanyakan pemrogram menginginkan bahasa yang seder-hana. Tetapi kesederhanaan

bisa pula berarti kekurangan di sisi lain. Bahasa BASIC, contohnya, merupakan bahasa yang

sederhana, tetapi tidak dirancang secara baik. Simplicity tidak bisa dicapai de-ngan

keterbatasan struktur yang akan menghasilkan chaos. Sim-plicity juga tidak bisa dicapai

dengan generalitas yang tidak terbatas, karena akan menghasilkan bahasa yang sangat sulit

untuk diimplementasikan secara lengkap. Kesederhanaan bisa dicapai melalui:

• Pembatasan-pembatasan tujuan

• Perhatian pada keterbacaan

• Pendefinisian yang baik

• Konsep yang sederhana.

9. Uniformity

Uniformity bisa didefinisikan sebagai mengerjakan hal yang sama dengan cara yang

sama. Bila diadopsi sebagai prinsip bahasa pemrograman, ini bisa menolong mengurangi

hal-hal yang harus diingat pemrogram, karena akan lebih mudah memahami bagaimana suatu

feature akan dilakukan. Seperti aspek-aspek yang lain, uniformity bisa menjadi berguna atau

tidak tergantung dari bagaimana penerapannya. Suatu contoh penerapan uniformity yang

berguna misalkan pemakaian ekspresi pada ALGOL, dimanapun dibutuhkan suatu nilai

aritmatika bisa digunakan ekspresi apa pun. Contoh pe-nerapan uniformity yang tidak berguna



misalnya gagasan mengenai ekspresi dan statement pada ALGOL. Suatu bahasan dalam kasus

uniformity adalah bagaimana menghilangkan kasus khusus. Kasus-kasus khusus seperti ini

memiliki masalah:

Membuat bahasa menjadi lebih kompleks

Menuju pada implementasi yang berbeda, beberapa akan mengimplementasikannya

dengan tidak tepat, yang lain. mungkin akan menghilangkannya

Menjadi lebih sulit untuk dihilangkan meskipun terdapat ke-kurangannya.

10. Orthogonality

Gagasan mendasar dari orthogonality adalah setiap fungsi bekerja tanpa perlu

mengetahui struktur dari yang lain. Misalkan operasi aritmatika menggabungkan dua nilai,

tidak memperdulikan bagaimana nilai tersebut didapatkan. Alternatif untuk orthogonality

adalah diagonality.

11. Generalisasi dan spesialisasi

Pemikiran mendasar dari generalisasi adalah: "jika kita dibolehkan melakukan ini, maka

lakukanlah hal lain dengan cara se-rupa". Dalam cara serupa dengan orthogonality, merupakan

pelengkap bagi simplicity. Jika digunakan berlebihan, bisa menghasilkan pemakaian yang

jarang, atau feature yang mengandung kesalahan yang sulit diimplementasikan. Pada beberapa

bahasa terdapat fungsi built-in yang menerima berapa pun jumlah argumen, di mana jarang

user menggunakannya.



BAB 3

KONSEP DAN NOTASI

BAHASA

3.1 HIRARKI CHOMSKY

Pada bagian ini akan dibahas beberapa konsep pada Teori Bahasa yang akan kita perlukan

nanti. Teknik kompilasi sebenarnya bisa dianggap sebagai kelanjutan dari konsep-konsep yang

dipelajari dalam Teori Bahasa, dan dalara implementasinya mengarnbil se-bagian dari

konsep-konsep tersebut.

Tata bahasa (grammar) bisa didefinisikan secara formal sebagai kumpulan dari

himpunan-himpunan variabel, simbol-simbol terminal, simbol awal, yang dibatasi oleh

aturan-aturan produksi. Pada tahun 1959 seorang ahli bernama Noam Chomsky melakukan

penggolongan tingkatan bahasa menjadi empat, yang disebut dengan Hirarki Chomsky.

Penggolongan tersebut bisa dilihat pada tabel berikut:

Bahasa Mesin otomata Batasan Aturan Produksi

Regular / Tipe 3 Finite State Automata

(FSA) meliputi

Deterministic Finite

Automata (DFA) &

Non-deterministic Finite

Automata (NFA)

α adalah sebuah simbol variabel

β maksimal memiliki sebuah simbol

variabel yang bila ada terletak di posisi

paling kanan

Bebas Konteks /

Context Freel Tipe 2

Push Down Automata ('PDA) α berupa sebuah simbol variabel

Context Sensitive/

Tipe 1

Linier Bounded Automata |α|≤β

Unrestricted

Phase Structure

Natural La-nguage

Tipe 0

Mesin Turing tidak ada batasan

Bisa kita lihat penggolongan di atas berdasarkan pembatasan yang dilakukan pada aturan

produksinya. Aturan produksi merupakan pusat dari tata bahasa, yang menspesifikasikan

bagaimana suatu tata bahasa melakukan transformasi suatu string ke bentuk lainnya, dan

melalui aturan produksi tersebut didefinisikan suatu bahasa yang berhubungan dengan tata

bahasa tersebut. Di sini semua aturan produksi dinyatakan dalam bentuk α→β (bisa dibaca: α

menghasilkan β, atau dibaca α menurunkan β, di mana α menyatakan simbol-simbol pada ruas

kiri aturan produksi (sebelah kiri tanda →) dan β menyatakan simbol-simbol pada ruas kanan

aturan produksi (sebelah kanan tanda →, dan bisa disebut juga sebagai hasil produksi).



Simbol-simbol tersebut bisa berupa simbol terminal atau simbol non-terminal/variabei. Simbol

variabel/non terminal adalah simbol yang masih bisa diturunkan, sedang simbol terminal sudah

tidak bisa diturunkan lagi. Simbol terminal biasanya (dan pada buku ini) dinyatakan dengan

(huruf kecil, misal 'a'/b'/c'. Simbol non terminal/variabel biasanya diriyatakan huruf besar,

misal 'A'.'B', 'C'.

Dengan menerapkan aturan produksi, suatu tata bahasa bisa menghasilkan sejumlah

string. Himpunan semua string tersebut adalah bahasa yang didefinisikan oleh tata bahasa

tersebut.

Contoh aturan produksi:

T→α

Bisa dibaca : “T” menghasilkan a”

E →T | T+E

bisa dibaca: "E menghasilkan T atau E menghasilkan T+E"

Simbol ' | ' menyatakan 'atau', biasa digunakan untuk mempersingkat penulisan aturan

produksi yang mempunyai ruas kiri yang sama. Pada contoh di atas:

E →T | T+E

merupakan pemendekan dari aturan produksi:

E →T

E →T+E

Bahasa manusia/ bahasa alami termasuk ke dalam grammar (tata bahasa) Tipe

0/Unrestricted, di mana tidak ada batasan pada aturan produksinya. Misalkan saja:

Abc → De

Pada bahasa Context Sensitive, panjang string pada ruas kiri ≤ panjang ruas kanan ( | α | ≤

|β | ). Contoh aturan produksi yang context sensitive:

Ab→DEF

CD →eF.

Perhatikan aturan produksi seperti:

S →e

kita ketahui | S | = 1, sedang | έ| = 0, menurut aturan context sensitive aturan produksi itu tidak

diperkenankan, tetapi di sini kita buat suatu perkecualian, sehingga S → ε dianggap rnemenuhi

context sensitive grammar.

Batasan context sensitive biasanya turut digunakan dalam proses analisis semantik pada

tahapan kompilasi.



Pada bahasa bebas konteks, batasannya bertambah lagi dengan ruas kiri haruslah tepat

satu simbol variabel. Misalnya:

B →CDeFg

D →BcDe

Bahasa bebas konteks menjadi dasar dalam pembentukan suatu parser/ proses analisis

sintaksis. Bagian sintaks dalam suatu kompilator kebanyakan didefinisikan dalam tata bahasa

bebas konteks (context free grammar), yang dideskripsikan secara formai dengan notasi BNF

(Backus Naur Form atau Backus Normal Form).

Pada bahasa regular, batasannya bertambah dengan ruas kanan maksimal memiliki

sebuah simbol variabel yang terletak di paling kanan. Artinya bisa memiliki simbol terminal

saja dalam jumlah tidak dibatasi, tetapi bila terdapat simbol variabel, maka simbol variabel

tersebut hanya berjumlah 1 (satu) dan terletak di posisi paling kanan. Misal:

A →e

A→efg

A→efgH

C→D

Bisa kita lihat, batasannya makin bertambah dari Tipe 0 ke Tipe 3. Berdasarkan

keterkaitannya antar tipe bahasa tersebut, bisa pula dilihat secara sederhana pada gambar 3.1.

Gambar 3.1 Keterkaitan bahasa pada Hirarki Chomsky



*Perhatikan:

Aturan produksi seperti

ε→Abd

bukan aturan produksi yang legal, karena simbol ε tidak boleh berada pada ruas kiri

Aturan produksi yang ruas kirinya hanya memuat simbol terminal saja, seperti

a →bd

ab→bd

bukan aturan produksi yang legal (untuk unrestricted grammar sekalipun), karena ruas

kiri harus juga memuat simbol yang bisa di-turunkan, sementara contoh di atas ruas kiri hanya

terdiri dari sim-bol terminal saja padahal sesuai definisinya simbol terminal sudah tidak bisa

diturunkan lagi, berbeda dengan aturan produksi seperti

aA →bd

3.3 NOTASI BNF

Aturan-aturan produksi dapat dinyatakan dalam bentuk BNF (Backus Naur

Form/Backus Norm Form). Notasi BNF telah banyak dipakai untuk melakukan definisi formal

bahasa pemrograman. Beberapa simbol yang dipakai dalam notasi BNF:

::= identik dengan simbol -> pada aturan produksi

| idem dengan simbol serupa pada aturan produksi

< > mengapit simbol variabel/non terminal

n pengulangan 0 sampai n kali

contoh:

Terdapat aturan produksi:

E →T | T+E | T-E,T→α

Notasi BNF:

E ::= <T> \ <T> + <E> | <T> - <E>, T ::= a

3.4 DIAGRAM SINTAKS

Diagram Sintaks merupakan alat bantu dalam pembentukan parser/ analisis sintaksis.

Notasi yang terdapat pada diagram sintaks:

• Empat persegi panjang melambangkan sirnbol variabel/non terminal

• Bulatan raelambangkan simbol terminal



Misal terdapat aturan produksi:

T →F*T | F/ T | F diagram sintaksnya dapat dilihat pada gambar 3.3

Gambar 3.3 Diagram sintaks

Biasanya diagram sintaks digunakan untuk raemperoleh gambaran dari suatu notasi

BNF. Misalkan notasi BNF untuk block:

<block> ::= t_BEGIN <statement> t_SEMICOL <statement>

t_END

diagram sintaksnya pada gambar 3.4.

Gambar 3.4 Diagram Sintaks untuk Notasi BNF



BAB 4

ANALISIS LEKSIKAL

4.1 TUGAS SCANNER

Scanner bertugas melakukan analisis leksikal, yaitu mengidentifikasi semua besaran

yang membangun suatu bahasa pada suatu program sumber. Scanner adalah bagian dari

kompilator yang menerima input berupa stream karakter kemudian memilah program sumber

menjadi satuan leksik yang disebut dengan token. Token ini akan menjadi input bagiparser.

Tugas Scanner bisa dirangkum sebagai berikut:

1. Melakukan pembacaan kode sumber dengan merunut karakter demi karakter

2. Mengenali besaran leksik

3. Mentransformasi menjadi sebuah token dan menentukan jenis token-nya

4. Mengirimkan token

5. Membuang/mengabaikan blank dan komentar dalam program

6. Menangani kesalahan

7. Menangani tabel simbol

Scanner bekerja berdasarkan mesin Finite State Automata yang ada pada Bahasa

Regular. Untuk membantu mengkonstruksi Scanner dapat mempergunakan Diagram Keadaan.

4.2 BESARAN LEKSIK

Besaran pembangun bahasa/leksik meliputi:

1. Identifier

Bisa berupa keywords atau nama. Keywords adalah kata kunci yang sudah didefinisikan

oleh suatu bahasa seperti BEGIN, END, IF, ELSE di dalam Pascal. Nama dideklarasikan

sendiri oleh pemakai, seperti nama sebuah variabel misalnya. Contoh bila pada suatu program

Pascal terdapat deklarasi:

VAR

Nomor: INTEGER;

Suhu: REAL;

Maka Nomor dan Suhu akan dikenali sebagai besaran leksik berupa nama variabel yang

terdapat pada program tersebut. Sedang-kan VAR, INTEGER, dan REAL merupakan keyword

pada program tersebut. Nama bisa berupa nama program, procedure, var, type, constant.

Keyword pada Pascal misalnya:



2. Nilai konstanta

Adalah suatu konstanta yang terdapat pada program. Bisa berupa konstanta integer, real,

boolean, character, string, dan sebagainya. Misalkan saja dalam Pascal pada suatu prograni

terdapat statement:

N:= R + 5 * 10

kata:= katal + 'makan'

A := 0.333

Selesai := TRUE

Maka 5, 10, 'makan', 0.333, TRUE, termasuk besaran lekdik berupa nilai konstan yang

terdapat pada program sumber tersebut.

3. Operator dan delimiter

Operator misalnya operator aritmatika ( +,-,*/, ) operator logika (<, =, >).

Delimiter berguna sebagai pemisah/pembatas, misalnya: ( ) , ;, :, (kurung buka/tutup,

koma, titik, titik koma, titik dua), white-space. White-space adalah pemisah yang diabaikan di

program, seperti spasi, karakter enter (Carriage Return), ganti baris (Line Feed), akhir file

(End OfFile). Contoh beberapa delimiter:

^ , .

: ( |

.. ) ]

[ :

Misalkan terdapat sebuah source program:

PROGRAM Coba;

VAR A:INTEGER

BEGIN

A:= A+2

END.

Pada contoh di atas, besaran leksik (token)-nya adalah simbol yang bernilai

TROGRAM', 'Coba', 'VAR', 'A', 'INTEGER', ':', '+', '2', '.', ';', ':=', 'BEGIN', 'END'.

Misalkan sebuah bahasa memiliki himpunan simbol terminal/token:

'<', '>', '=', '<=', '>=', '<>'



BAB 5

ANALISIS SINTAKSIS

5.1 POHON SINTAKS

Sebuah pohon (tree) adalah suatu graph terhubung tidak sirkuler, yang memiliki satu

simpul (node)/vertex disebut akar (root) dan dari situ memiliki lintasan ke setiap simpul.

Gambar 5.1 memberikan contoh sebuah tree yang menguraikan kalimat dalam bahasa Inggris.

The quick brown foxjumped over the lazy dog

Pohon sintaks/ pohon penurunan (syntaz tree/derivation treel parse tree) berguna untuk

menggambarkan bagaimana memperoleh suatu string (untai) dengan cara menurunkan

simbol-simbol variabel menjadi simbol-simbol terminal. Setiap simbol variabel akan

diturunkan menjadi terminal, sampai tidak ada yang belum tergantikan.

Misal terdapat tata bahasa bebas konteks dengan aturan produksi (simbol awal S,

selanjutnya di dalam bab ini digunakan sebagai simbol awal untuk tata bahasa bebas konteks

adalah S):

S →AB

A →aA | a

B →bB | b

Akan kita gambarkan pohon penurunan untuk memperoleh untai: 'aabbb' Pada pohon

tersebut simbol awal akan menjadi akar (root). Setiap kali penurunan dipilih aturan produksi

yang menuju ke solusi. Simbol-simbol variabel akan menjadi simpul-simpul yang mempunyai

anak. Simpul-simpul yang tidak mempunyai anak akan menjadi simbol terminal, Kalau kita

baca simbol terminal yang ada pada gambar 5.2 dari kiri ke kanan akan diperoleh untai 'aabbb'.

Gambar 5.2 Pohon penurunan untuk untai 'aabbb'



Proses penurunan atau parsing bisa dilakukan dengan cara:

Penurunan terkiri (leftmo&t derivation): simbol variabel terkiri yang diperluas terlebih

dulu

Penurunan terkanan (rightmost derivation): simbol variabel terkanan yang

diperluas terlebih dulu

Misal terdapat tata bahasa bebas konteks:

S →aAS | a

A →SbA | ba

Untuk memperoleh untai 'aabbaa' dari tata bahasa bebas konteks di atas ('=>' bisa dibaca

'menurunkan'):

• Dengan penurunan terkiri: S => aAS => aSbAS => aabAS => aabbaS => aabbaa

• Dengan penurunan terkanan: S => aAS => aAa => aSbAa => aSbbaa => aabbaa

Kita lihat pohon penurunannya pada gambar 5.3. Meskipun proses penurunannya berbeda

akan tetap memiliki pohon penurunan yang sama.

Gambar 5.3 Pohon penurunan untuk untai 'aabbaa'

Biasanya persoalan yang diberikan berkaitan dengan pohon penurunan, adalah untuk

mencari penurunan yang hasilnya menuju kepada suatu untai yang diteiitukan. Dalam hal ini,

perlu untuk melakukan percobaan pemilihan aturan produksi yaag bisa menuju ke soiusi.

Misalkan sebuah tata bahasa bebas konteks memiliki aturan produksi:

S → aB | bA

A →a \ aS | bAA

B → b \ bS | aBB



Pohon penurunan untuk memperoleh 'aaabbaobba' bisa dilihat pada gambar 5.4.

Gambar 5.4 Pohon penurunan untuk untai 'aaabbabbba'

5.2 METODE PARSING

Proses Parsing merupakan tahapan analisis sintaksis yang berguna untuk memeriksa

urutan kemunculan token. Di dalam mengimplementasikan sebuah metode parsing ke dalam

program perlu diperhatikan tiga hal:

• Rentang waktu eksekusi

• Penanganan kesalahan

• Penanganan kode

Metode Parsing bisa digolongkan sebagai berikut:

1. Top Down

Kalau dilihat dari terminologi pohon penurunan, metode ini rae-lakukan penelusuran dari

root/puncak menuju ke leaf/daun (sim-bol awal sampai simbol terminal). Metode top down

sendiri meliputi:

a. Backtrack / backup: Brute Force

b. No backtrack: Recursive Descent Parser

2. Bottom Up

Metode ini melakukan penelusuran dari leaf/dauri menuju ke roof/puncak.

Pembahasan kita selanjutnya hanyalah metode Top Down Parsing



BAB 6

ANALISIS SEMANTIK

KODE ANTARA, DAN

PEMBANGKITAN KODE

6.1 ANALISIS SEMANTIK

Dalam rangkaian proses kompilasi, analisis semantik masih termasuk dalam bagian

front end (bagian yang menangani analisa source prograrri). Proses ini merupakan kelanjutan

dari proses kom-pilasi sebelumnya, yaitu proses scanning (analisa leksikal) dan proses parsing

(analisa sintaks). Bagian terakhir dari tahapan analisis ada-lah analisis semantik. Pada tahap ini

dilakukan pengecekan pada struktur akhir yang telah diperoleh dan diperiksa kesesuaiannya

dengan komponen program yang ada.

Pada hakekatnya, semantic analyzer ini memanfaatkan pohon sintaks yang dihasilkan

pada proses parsing (analisa sintaks). Secara teori, sebenarya diinginkan agar proses analisa

sintaks dan analisa semantik adalah dua hal yang terpisah. Akan tetapi, pada tingkat praktis, hal

ini sulit untuk dilakukan. Proses analisa sintaks dan analisa semantik merupakan dua proses

yang sangat erat kaitannya, dan sulit sekali untuk benar-benar dipisahkan.

Secara global, fungsi dari semantic analyzer adalah untuk menentukan makna dari

serangkaian instruksi yang terdapat dalam program sumber. Fungsi ini adalah sesuatu yang

unik dan berbeda dengan bagian lain dari keseluruhan proses kompilasi. Sebagai contoh,

andaikata terdapat suatu ekspresi :

A:=(A+B)*(C+D)

maka, penganalisa semantik harus mampu menentukan aksi apa yang akan dilakukan oleh

operator-operator tersebut. Dalam sebuah proses kompilasi, andaikata parser menjumpai

ekspresi seperti di atas, parser hanya akan mengenali simbol-simbol ':=', '+', dan '*'. Parser

tidak tahu makna apa yang tersimpan di balik simbol-simbol tersebut. Untuk mengenali makna

dari rangkaian simbol tersebut, kompiler akan memanggil rutin semantik. Rutin ini akan

menentu-kan aksi khusus yang dilakukan oleh rangkaian simbol tersebut.

Untuk bisa mengetahui maknanya, rutin ini mungkin akan memeriksa:

Apakah variabel yang ada telah didefinisikan sebelumnya

Apakah variabel-variabel tersebut tipenya sama

Apakah operan yang akan dioperasikan tersebut ada nilainya, dan seterusnya.



Untuk dapat menjalankan fungsinya tersebut dengan baik, semantic analyzer seringkali

menggunakan tabel simbol (akan diterangkan lebih lanjut secara lebih jelas). Pemeriksaan bisa

dilakukan pada tabel identifier, tabel display, dan tabel blok, misal pada fteld link.

Pengecekan yang dilakukan oleh analisis semantik adalah :

a) Memeriksa keberlakuan nama-nama meliputi pemeriksaan :

- Duplikasi

Pada tahap ini dilakukan pengecekan apakah sebuah nama terjadi pendefinisian lebih

dari dua kali. Pengecekan dilaku-kan pada bagian pengelola blok.

- Terdefinisi

Melakukan pengecakan apakah sebuah nama yang dipakai pada tubuh program sudah

terdefinisi atau belum. Pengecekan dilakukan pada semua tempat kecuali blok.

b) Memeriksa tipe

Melakukan pemeriksaan terhadap kesesuaian tipe dalam statement-statement yang ada.

Misalkan bila terdapat suatu operasi, diperiksa tipe operan. Contohnya bila ekspresi yang

mengikuti instruksi IF berarti tipenya boolean, akan diperiksa tipe identifter dan tipe

ekspresi. Bila ada operasi antara dua operan maka tipe operan pertama harus bisa

dioperasikan dengan operan kedua.

Analisa Semantik sering juga digabungkan pada pembangkitan kode antara yang

menghasilkan outpui intermediate code. Inter mediate code ini nantinya akan digunakan pada

proses kompilasi berikutnya (pada bagian back end compilation)

6.2 KODE ANTARA

Kode Antara/ Intermediate Cods merupakan hasil dari tahapan analisis, yang dibuat

oleh kompilator pada saat mentranslasikan program dari bahasa tingkat tinggi. Kegunaan dari

kode antara:

• Untuk memperkecil usaha daiarn membangun kompilator dari sejumlah bahasa ke

sejumlah mesin Dengan adanya kode antara yang lebih machine independent maka kode

antara yang dihasilkan dapat digunakan lagi pada mesin lainnya

• Proses optimasi masih lebih mudah. Beberapa strategi optimisasi lebih mudah dilakukan

pada kode antara daripada pada program sumber atau pada kode assembiy dan kode mesin.

• Bisa melihat program internal yang gampang dimengerti. Kode antara ini akan lebih mudah

dipahami daripada kode assembly atau kode mesin.



Kerugian dari kode antara, dengan rnelakukan dua kali translasi, maka butuh waktu yang

relatif lebih lama. Selanjutnya akan dibahas dua macam kode antara yaitu Notasi Postfix dan

N-Tuple.

6.3 NOTASI POSTFIK

Sehari-hari kita biasa menggunakan operasi dalam notasi infix (letak operator di

tengah). Pada notasi Postfix operator diletakkan paling akhir maka disebut juga dengan notasi

Sufix atau Reverse Polish. Sintaks notasi Postfix:

<operan> <operan> <operator>

Misalkan ekspresi:

(a+b)*(c+d)

kalau kita nyatakan dalam Postfix:

ab+cd+*

Kita dapat mengubah instruksi kontrol program yang ada ke dalam notasi Postfix. Misal:

IF <exp> THEN <stmt 1> ELSE <stmt 2>

diubah ke dalam Postfix

<exp> <label1> BZ <stmt1> <label2> BR <stmt2>

↑ ↑

labell Iabel2

Keterangan:

BZ: branch if zero (zero=salah) (bercabang/meloncat jika kondisi yang dites salah )

BR: branch ( bercabang/meloncat tanpa ada kondisi yang dites )

Arti dari notasi Postfix di atas adalah:

"Jika kondisi ekspresi salah, maka intruksi akan meloncat ke Label1 dan menjalankan

statement2. Bila kondisi ekspresi benar, maka statementl akan dijalankan lalu meloncat ke

Label2. Label1 dan Label2 sendiri menunjukkan posisi tujuan loncatan, untuk Labell

posisinya tepat sebelum statement2, dan Label2 setelah statement2. "

Dalam implementasi ke kode antara, label bisa berupa nomor baris instruksi. Untuk lebih

jelasnya bisa dilihat contoh berikut:

IF a>b THEN

c:= d

ELSE

c: = e



Bila diubah ke dalam Postfix

11 a

12 b.

13 >

14 22 ( menunjuk labell)

15 BZ

16 c

17 d

18 : =

19

20 25 ( menunjuk label2 }

21 BR

22 c

23 e

24 =

25

Notasi Postfix di atas bisa dipahami sebagai berikut:

Bila ekspresi (a>b) salah, maka lorcat ke instruksi no 22

Bila ekspreoi (a>b) benar, tidak terjadi loncatan, intruksi berlanjut ke 16 bampai 18, lalu loncat

ke no 25

Contoh lain:

WHILE <exp> DO <stat>

diubah ke Postfix

<exp> <label1> BZ <stat> <label2> BR

↑ ↑

Iabel2 labell

Contoh, instruksi:

a:= l

WHILE a<5 DO

a: = a+l

diubah ke Postfix:

10 a

11 1

12 : =

13 a

14 5

15 <

16 26. ( menunjuk label1)

17 BZ

18 a

19 a

20 1



21 -*-

22 : =

23

24 13 ( menunjuk Iabel2)

25 BR

6.4 NOTASI N-TUPLE

Bila pada Postfix setiap baris instruksi hanya terdiri dari satu tupel, pada notasi N-tuple

setiap baris bisa terdiri dari beberapa tupel. Format umum dari Notasi N-Tuple adalah:

Operator…………..N-l operan

Selanjutnya akan dibahas notasi 3 tupel dan 4 tupel.

6.4.1 Triples Notation

Notasi tripel memiliki format

<operator> <operand> <operand>

Contoh, instruksi:

A:=D*C+B/E

Bila dibuat kode antara tripel:

1. *,D,C

2. / , B, E

3. +, (1), (2)

4. : = ,A, (3)

Perlu diperhatikan presedensi dari operator, yaitu operator perkalian dan pembagian

mendapat prioritas dibanding penjumlahan dan pengurangan

Contoh lain:

IF x > y THEN

x : = a-b

ELSE

x:= a+b

Kode antara tripel-nya:

1. >, x, y

2. BZ, (1), (6) (Bila kondisi (1) salah loncat ke no (6))

3. -, a, b

4. : = , x, (3)

5. BR, , (8)

6. +, a, b

7. :.,x,(6)



Kekurangan dari notasi tripel adalah sulit pada saat melakukan optimasi, maka

dikembangkan Indirect Triples yang memiliki dua list (senarai), yaitu list instruksi dan list

eksekusi. List instruksi berisi notasi tripel, sedang list eksekusi mengatur urutan eksekusinya.

Misal terdapat urutan instruksi:

A : = B+C*D/E

F : = C*D

List Instruksi:

1. *, C, D

2. /, (1) , E

3. +, B, (2)

4. : = , A, (3)

5. : = ,F, (1)

List Eksekusi

1. 1

2. 2

3. 3

4. 4

5. 1

6. 5

6.4.2 Quadruples Notation

Format notasi Quadrupel

<operator> <operan> <operan> <hasil>

Hasil adalah temporary variable yang bisa ditempatkan pada memory atau register.

Masalah yang ada bagaimana mengelola temporary variable (hasil) seminimal mungkin.

Contoh instruksi:

A:= D*C+B/E

Bila dibuat dalam kode antara:

1. *,D,C,T1

2. /,B,E,T2

3. +,T1,T2,A



BAB 7

CARA PENANGANAN KESALAHAN

\

7.1 KESALAHAN PROGRAM

Sebuah kompilator akan sering menemui program yang mengandung kesalahan, maka

kompilator harus memiliki strategi apa yang harus dilakukan untuk menangani

kesalahan-kesalahan tersebut. Kesalahan program bisa merupakan:

1. Kesalahan leksikal

Misalkan kesalahan mengeja keyword, contoh:

THEN ditulis sebagai TEN

2. Sintaks

Misalkan operasi aritmatika dengan jumlah parenthesis (kurung) yang tidak pas, contoh:

A:= X+(B*(C+D)

3. Semantik

Beberapa macam kesalahan semantik:

a. Tipe data yang salah, contoh dalam program dideklarasikan:

VAR Siswa: integer { variabel Siswa bertipe integer }

tetapi selanjutnya ada instruksi yang melakukan operasi dengan tipe yang

salah pada variabel Siswa

Siswa:= 'Yanuar' { dilakukan operasi assignment dengan tipe data string }

b. Variabel belum didefinisikan, contoh di dalam program ada instruksi:

B:=B+1;

sementara variabel B belum dideklarasikan

7.2 PENANGANAN KESALAHAN

Langkah - langkah penanganan kesalahan:

• Mendeteksi kesalahan

• Melaporkan kesalahan

• Tindak lanjut pemulihan /perbaikan



Sebuah kompilator yang menemukan kesalahan akan melakukan pelaporan kesalahan,

yang biasanya meliputi:

• Kode kesalahan

• Pesan kesalahan dalam bahasa natural

• Nama dan atribut identifier

• Tipe-tipe yang terkait bila type checking

Misal terdapat pesan kesalahan:

Error 162 Jumlah: unknown identifier

bisa diartikan:

kode kesalahan = 162

pesan kesalahan = unknown identifter

nama identifier = Jumlah

Adanya pesan kesalahan tersebut akan memudahkan pemrogram dalam mencari dan

mengoreksi sumber dari kesalahan

7.3 REAKSI KOMPILATOR PADA KESALAHAN

Terdapat beberapa tingkatan reaksi yang dilakukan oleh kompilator saat menemukan

kesalahan

I. Reaksi-reaksi yang tidak dapat diterima (tidak melaporkan error):

• Kompilator crash: Berhenti atau hang

• Looping: Kompilator masih berjalan tapi tidak pernah berakhir karena hoping tak

berhingga (indefinite/onbounded loop)

• Menghasilkan program objek yang salah: Kompilator melanjutkan proses sampai

selesai tapi program objek yang dihasilkan salah. Ini berbahaya bila tidak diketahui oleh

pemrogram, karena baru akan muncul saat program dieksekusi.

Respon-respon di atas merapakan tingkatan terendah, dan bisa muncul pada

kompilator yang dirancang tanpa memper-timbangkan kemungkinan kompilator

memproses source code yang mengandung kesalahan.

II. Reaksi yang benar tapi kurang dapat diterima dan kurang bermanfaat

Kompilator menemukan kesalahan pertama, melaporkannya, lalu berhenti (halt). Ini

bisa muncul bila pembuat kompilator menganggap jarang terjadi kemunculan error dalam

program. Sehingga kemampuan kompilator untuk mendeteksi dan melaporkan kesalahan

hanya satu untuk setiap kali kompilasi. Pemrogram akan membuang waktu untuk



melakukan pengulangan kompilasi setiap kali terdapat sebuah error.

III. Reaksi-reaksi yang dapat diterima

• Reaksi yang sudah dapat dilakukan, yaitu kompilator melaporkan error, dan

selanjutnya melakukan:

=> Recovery / pemulihan, lalu melanjutkan menemukan error lain bila masih ada

=> Repair / perbaikan kesalahan, lalu melanjutkan proses translasi dan menghasilkan

program objek yang valid

Kebanyakan kompilator dewasa ini sudah memiliki kemampuan

recovery dan repair ini.

• Reaksi yang belum dapat dilakukan, yaitu kompilator mengkoreksi kesalahan, lalu

menghasilkan program objek sesuai dengan yang diinginkan pemrogram. Di sini

komputernya sudah memiliki kecerdasan untuk 'mengetahui' maksud pemrogram.

Tingkatan respon ini belum dapat diimplementasikan pada kompilator yang ada dewasa

ini

7.4 ERROR RECOVERY

Pemulihan kesalahan bertujuan mengembalikan parser ke kondisi stabil (supaya bisa

melanjutkan proses parsing ke posisi selanjutnya). Strategi untuk melakukan error recovery

sebagai berikut:

1. Mekanisme Ad Hoc

Recovery yang dilakukan tergantung dari pembuat kompilator sendiri / spesifik, dan tidak

terikat pada suatu aturan tertentu. Cara ini bisa disebut juga sebagai special purpose error

recovery.

2. Syntax directed recovery

Melakukan recovery berdasarkan sintaks. Misalkan pada potongan program:

begin

A:=A+1

B:=B+1;

C:=C+1

end;

kompilator akan mengenali sebagai (dalam notasi BNF):

begin <statement>?<statement>;<statement> end; ? akan diperlakukan sebagai';'

3. Secondary Error Recovery

Berguna untuk melokalisir error, caranya:



• Panic mode

Maju terus dan mengabaikan teks sampai bertemu delimiter (misal ';') Contoh pada

potongan program:

IF A = l

Kondisi:= true;

Pada teks di atas kesalahan karena tidak ada instruksi THEN, kompilator akan maju

terus/skip sampai bertemu titik koma

• Unit deletion

Menghapus keseluruhan suatu unit sintaktik (misal: <block>, <exp>, <statement> dan

sebagainya). Efeknya mirip dengan panic mode tetapi unit deletion memelihara

kebenaran sintaksis dari source program dan mempermudah untuk melakukan error

repairing lebih lanjut.

4. Context Sensitive recovery

Berkaitan dengan semantik, misal bila terdapat variabel yang belum dideklarasikan

(undefined variabel) maka diasumsikan tipenya berdasar kemunculannya. Misal pada

potongan program terdapat instruksi:

sementara di awal program yariabel B belum dideklarasikan, maka berdasar

kemunculannya diasumsikan variabel B bertipe string.

7.5 ERROR REPAIR

Perbaikan kesalahan bertujuan memodifikasi source program dari kesalahan dan

membuatnya valid, sehingga memungkinkan kompilator untuk melakukan translasi program

yang mana akan dialirkan ke tahapan selanjutnya pada proses kompilasi. Mekanisme error

repair meliputi:

1. Mekanisme Ad Hoc

Tergantung dari pembuat kompilator sendiri / spesifik

2. Syntax directed repair

Menyisipkan simbol terminal yang dianggap hilang atau membuang terminal penyebab

kesalahan. Contoh pada potongan program berikut kurang simbol DO:

WHILE A<1

I:=H-1;

Kompilator akan menyisipkan simbol DO



Contoh lain:

Procedure Increment;

begin

X:=X+1;

end;

end;

Terdapat kelebihan simbol end, yang menyebabkan kesalahan, maka kompilator akan

membuangnya.

3. Context Sensitive repair

Perbaikan dilakukan pada kesalahan:

• Tipe identifier. Diatasi dengan membangkitkan identifier dummy, misalnya

pada potongan program:

VAR A:string;

begin

A:=0;

end;

Kompilator akan memperbaiki kesalahan dengan membangkitkan

identifter baru, misal B yang bertipe integer.

• Tipe konstanta

Diatasi dengan membangkitkan konstanta baru dengan tipe yang tepat



BAB 8

TEKNIK OPTIMASI

8.1 DEPENDENSI OPTIMASI

Tahapan optimasi kode bertujuan untuk menghasilkan kode program yang berukuran

lebih kecil dan lebih cepat eksekusinya. Berdasarkan ketergantungannya pada mesin, optimasi

dibagi menjadi:

1. Machine Dependent Optimizer

Kode dioptimasi sehingga lebih efisien pada mesin tertentu.. Optimasi ini memerlukan

informasi mengenai feature yang ada pada mesin tujuan dan mengambil keuntungan

darinya untuk meng-hasilkan kode yang lebih pendek atau dieksekusi lebih cepat.

2. Machine Independent Optimizer

Strategi optimasi yang bisa diaplikasikan tanpa tergantung pada mesin tujuan tempat kode

yang dihasilkan akan dieksekusi nanti-nya. Bab ini selanjutnya akan membahas optimasi

Machine In-dependent yang meliputi optimasi lokal dan optimasi global.

8.2 OPTIMASILOKAL

Optimasi lokal adalah optimasi yang dilakukan hanya pada suatu blok dari source

code, cara-caranya:

1. Folding

Mengganti konstanta atau ekspresi yang bisa dievaluasi pada saat compile time dengan

nilai komputasinya. Misalkan instruksi:

A := 2+3+B

bisa diganti menjadi

A:=5+B

di situ 5 menggantikan ekspresi 2+3

2. Redundant-Subexpression Eliminalion

Sebuah ekspresi yang sudah pernah dikomputasi, digunakan lagi hasilnya, ketimbang

melakukan komputasi ularig. Misalkan ter-dapat urutan instruksi:

A := B + C

X := Y + B + C

kemunculan kedua dari B+C yang redundan bisa diatasi dengan memanfaatkan hasil



komputasinya yang sudah ada pada ins'-truksi sebelumnya. Perhatikan, hal ini bisa

dilakukan dengan catatan belum ada perubahan pada variabel yang berkaitan.

3. Optimisasi dalam sebuah iterasi

• Loop Unrolling: Menggantikan suatu loop dengan menulis statemerit dalam laop

beberapa kali. Hal ini didasari pemikir-an, sebuah iterasi pada implementasi level

rendah akan me-meriukan operasi:

=> Inisialisasi/pemberian nilai awal pada variabel loop.

Dilakukan sekali pada saat permulaan eksekusi loop

=> Pengetesan, apakah variabel loop telab. mencapai kondisi terminasi

=> Adjustment yaitu penambahan atau pengurangan nilai pada variabel loop deagan

jumlah tertentu

=> Operasi yang terjadi pada tubuh perulangan (loop body)

Dalam setiap perulangan akan terjadi pengetesan dan adjustment yang

menambah waktu eksekusi. Contoh pada instruksi:

FOR I:= l to 2 DO

A (I):=0;

Terdapat instruksi untuk inisialisasi I menjadi 1. Serta operasi penambahan

nilai/increment 1 dan pengecekan nilai variabel I pada setiap perulangan. Sehingga

untuk perulangan saja memerlukau lima instruksi, ditambah dengan ins-truksi

assignment pada tubuh perulangan menjadi tujuh instruksi.

Dapat dioptimasikan menjadi:

A[l]:=0;

A[2]:=0,-

Yang hanya memerlukan dua instruksi assignment saja. Untuk menentukan

optimasi ini perlu dilihat perbandingan kasusnya dengan tanpa melakukan optimasi.

• Freguency Reduction: Pemindahan statement ke tempat yang lebih jarang dieksekusi.

Contoh:

FOR I:=l TO 10 DO

BEGIN

X:=5;

A:=A+I;

END;

Kita lihat tidak terjadi perubahan/manipulasi pada variabel X di dalam iterasi,

karena itu kita bisa mengeluarkan instruksi tersebut ke luar iterasi, menjadi:



X:=5;

FOR I:=l TO 10 DO

BEGIN

A:=A+I

END;

4. Strength Reduction

Penggantian suatu operasi dengan jenis operasi lain yang lebih cepat dieksekusi. Misalkan

pada beberapa komputer operasi per-kalian memerlukan waktu lebih banyak untuk

dieksekusi dari-pada operasi penjumlahan, maka penghematan waktu bisa di-lakukan

dengan mengganti operasi perkalian tertentu dengan penjumlahan. Contoh lain, instruksi:

A:=A+1;

dapatdigantikan dengan:

INC(A);

8.3. OPTIMASI GLOBAL

Di sini hanya akan diceritakan sekilas mengenai Optimasi global. Optimasi global

biasanya dilakukan dengan Analisis Flow, yaitu suatu graph berarah yang menunjukkan jalur

yang mungkin selama eksekusi program

Kegunaannya:

a. Bagi pemrogram menginformasikan:

• Unreachable /dead code: Kode yang tidak akan pernah di eksekusi. Misalnya terdapat

urutan instruksi:

X:=5;

IF X=0 THEN

A:=A+1

Instruksi A:=A+1 tidak akan pernah dieksekusi

• Unused parameter pada prosedur: Parameter yang tidak pernah digunakan di

dalam prosedur. Contohnya:

procedure Jumlah(a,b, c:integer)

; var x: integer

begin

x:=a+b

end;

kita lihat parameter c tidak pernah digunakan di dalam prosedur, sehingga seharusnya

tidak perlu diikutsertakan.



• Unused variabel : Variabel yang tidak pernah dipakai dalam program. Contohnya:

Program Pendek;

var a,b:integer;

begin

a:=5;

end,-

Variabel b tidak pernah dipergunakan dalam program, sehingga bisa dihilangkan.

• Variabel yang dipakai tanpa nilai awal. Contohnya:

Program Awal;

var a,b: integer;

begin

a:=5;

a:=a+b;

end;

Kita lihat variabel b digunakan tanpa memiliki nilai awal/ belum di-assign.

b. Bagi kompilator:

• Meningkatkan efisiensi eksekusi program

• Menghilangkan useless code/kode yang tidak terpakai



BAB 9

TABEL INFORMASI

9.1 KEGUNAAN TABEL INFORMASI

Tabel informasi atau tabel simbol dibuat guna mempermudah pembuatan dan

implementasi dari semantic analyzer. Tabel simbol ini mempunyai dua fungsi penting dalam

proses translasi, yaitu :

1. Untuk membantu pemeriksaan kebenaran semantik dari program sumber

2. Untuk membantu dan mempermudah dalam pembuatan intermediate code dan proses

pembangkitan kode.

Hal tersebut dilakukan dengan menambah dan mengambil atribut variabel yang

dipergunakan pada program dari tabel. Atribut tersebut, seperti nama, tipe, ukuran variabel

bisa ditemukan secara eksplisit pada dekiarasi, atau secara implisit berdasarkan konteks

kemunculan nama variabel pada prograrn.

9.2 IMPLEMENTASI TABEL INFORMASI

Beberapa jenis tabel informasi:

1. Tabel Identifier: Berfungsi menampung semua identifier yang terdapat dalam program

2. Tabel Array: Berfungsi menampung informasi tambahan untuk sebuah array

3. Tabel Blok: Mencatat variabel-variabel yang ada pada blok yang sama

4. Tabel Real: Menyimpan elemen tabel bernilai real

5. Tabel String Menyimpan informasi string

6. Tabel Display: Mencatat blok yang aktif

9.2.1 Tabel Identifter

Tabel Identifier memiliki field:

• No urut identifier dalam tabel

• Nama identifter

• Jenis/obyektif dari identifier: Prosedur, fungsi, tipe, variabel, konstanta

• Tipe dari identifier yang bersangkutan: Integer, char, boolean, arry, record, file, no-type

• Level: Kedalaman identifier tertentu (depth of block), hal ini menyangkut letak identifier



dalam program. Konsepnya sama dengan pembentukan tree, misal: main program = level

0. Field ini digunakan pada run time untuk mengetahui current activation record, dan

variabel yang bisa diakses.

Untuk identifter yang butuh tempat penyimpanan dicatat pula:

• Alamat relatif/address dari identifier untuk implementasi

• Informasi referensi (acuan) identifier tertentu ke alamat tabel identifter lain yang

digunakan untuk mencatat informasi-informasi yang diperlukan yang

menerangkannya.

• Link: Menghubungkan identifier ke identifter lainnya, atau yang dideklarasikan pada level

yang sama

• Normal: Diperlukan pada pemanggilan parameter, untuk membedakan parameter by value

dan reference (berupa suatu variabel boolean)

Contoh kasus, terdapat sebuah listing program sebagai berikut:

Program A;

var B:integer;

Procedure X (Z: char);

var C:integer

Begin

Tabel Identifter akan mencatat semua identifter:

0 A

1 B

2 X

3 Z

4 C

Contoh implementasi tabel identifier:

Tabld: array [O..tabmax] of

record

name : string;

link : integer;

obj : objek;

tipe : types;

ref : integer;

normal : boolean,-

level : 0..maxlevel;

address : integer; end;



dimana

objek = (konstant, variable, prosedur, fungsi)

types = (notipe,int,reals,booleans,chars,arrays,records)

9.2.2 Tabel Array

Tabel array digunakan untuk menyimpan informasi suatu identifier yang bertipe

array. Tabel array memiliki field:

• No urut suatu array dalam tabel

• Tipe dari indeks array yang bersangkutan

• Tipe elemen array

• Referensi dari elemen array

• Indeks batas bawah array

• Indeks batas atas array

• Jumlah elemen array

• Ukuran total array (total size = (atas - bawah + l) x elemen size)

• Elemen size (ukuran tiap elemen)

Tabel Array diacu dengan field referensi pada Tabel Identifier.

Contoh implementasi tabel array:

TabArray: array [l..tabmax] of

record

indextype,elementype: types;

elemenref, low, high, elemensize, tabsize:integer

end;

9.2.3 Tabel Blok

Tabel blok digunakan untuk menyimpan informasi blok-blok yang ada pada tabel utama.

Dengan berdasarkan pada tabel ini, dapat diketahui batas-batas suatu blok pada tabel utama

(tabel identifter). Tabel blok memiliki fteld:

• No urut blok

• Batas awal blok

• Batas akhir blok

• Ukuran parameter/ parameter size

• Ukuran variabel/ variabel size

• Last variable

• Last parameter



Contoh implementasi tabel blok:

TabBlok: array [1..tabmax) of

record

lastvar, lastpar, parsize, varsize: integer;

end;

Dari contoh listing program berikut:

Program A;

var B:integer;

Procedure X(Z:char);

var C:integer

Begin

Akan diperoleh, untuk blok Program A:

last variable = 2

variable size = 2 (dianggap integer butuh dua byte)

last parameter = 0 (tanpa parameter)

parameter size = 0

Untuk blok Procedure X:

last variable = 4

variable size = 2

last parameter = 3

parameter size = 1 (dianggap char butuh satu byte)

9.2.4 Tabel Real

Tabel real ini digunakan untuk menyimpan nilai dari suatu identifier yang bertipe real.

Elemen-elemen dari tabel ini adalah sebagai berikut:

• No urut elemen

• Nilai real suatu variabel real yang mengacu ke indeks tabel ini

Contoh implementasi tabel real:

TabReal: array [l..tabmax] of real

Pemikirannya di sini setiap tipe yang dimiliki oleh suatu bahasa akan memiliki tabelnya

sendiri,

9.2.5 Tabel String

Tabel ini digunakan untuk menyimpan informasi string yang terdapat pada program

sumber. Elemen-elemen yang terdapat dalam tabel ini adalah:



• No urut elemen

• Karakter-karakter yang merupakan konstanta

Contoh implementasi tabel string:

TabString: array [l..tabmax] of string

9.2.6 Tabel Display

Tabel ini menyimpan informasi mengenai blok-blok yang lagi aktif. Elemen-elemen

yang terdapat dalam tabel ini adalah:

• No urut tabel

• Blok yang aktif

Pengisian tabel display dilakukan dengan konsep stack

Urutan pengaksesan : Tabel Display - Tabel Blok - Tabel Simbol

Contoh implementasi tabel display:

TabDisplay: array [1….tabmax] of integer

9.3 INTERAKSI ANTAR TABEL

Pertama kali tabel display akan menunjuk blok mana yang sedang aktif. Dari blok yang

aktif ini, akan diketahui identifier-iden-tifier yang termasuk dalam blok tersebut. Untuk

pertama kalinya, yang akan diacu adalah identifter yang paling akhir, kemudian iden-iifier

sebelumnya, dan seterusnya, Informasi suatu identifier ini mungkin belum lengkap. Untuk itu

dari tabel identifier ini mungkin akan dicari kelengkapan informasi suatu identifier ke tabel

yang sesuai (tabel real, tabel string, atau tabel array).

Teknik Kompilasi - Bertha

Documents