Análise Sintática: Gramáticas, Parsing e a Construção da AST
- Descrição
- Currículo
- Revisões
Este curso apresenta os conceitos fundamentais da análise sintática, uma das etapas mais importantes no processamento de linguagens de programação. O objetivo é capacitar os alunos a compreender como compiladores e interpretadores analisam e estruturam programas, garantindo que o código-fonte esteja de acordo com as regras formais da linguagem.
Ao longo das aulas, os estudantes terão contato com gramáticas formais e seus diferentes tipos, compreendendo como elas definem a estrutura de uma linguagem e como são utilizadas para validar cadeias de símbolos. Serão exploradas formas de representação como a BNF (Backus–Naur Form) e suas variações, fundamentais para a especificação clara e precisa da sintaxe.
Na sequência, os alunos estudarão os principais métodos de parsing, incluindo as abordagens Top-Down (descida recursiva) e Bottom-Up (shift-reduce), analisando suas características, vantagens, desvantagens e aplicações práticas. O curso enfatiza a diferença entre técnicas mais didáticas, usadas para aprendizado, e técnicas mais robustas, aplicadas em compiladores reais.
Outro ponto central é o estudo das estruturas em árvore utilizadas na análise sintática. Os alunos aprenderão a construir e interpretar a Árvore de Derivação (Parse Tree), que detalha todas as etapas da derivação gramatical, e a Árvore de Sintaxe Abstrata (AST), que fornece uma representação compacta e lógica do código, eliminando elementos redundantes e servindo como base para otimizações, análise semântica e geração de código de máquina.
Para tornar o aprendizado mais concreto, o curso inclui exemplos práticos de gramáticas aplicadas a linguagens reais e simplificadas, como o miniJAVA, além de exercícios que envolvem identificação de ambiguidades, transformação de gramáticas e simulação de parsing.
Ao final, o estudante terá uma visão sólida de como a análise sintática funciona na prática, compreendendo seu papel essencial dentro de compiladores e interpretadores modernos. Isso permitirá não apenas entender o funcionamento interno de linguagens de programação, mas também aplicar esse conhecimento em áreas como design de linguagens, construção de analisadores e desenvolvimento de ferramentas de software.
-
1Introdução a Compiladores26m
Nesta aula, faremos uma revisão sobre compiladores, entendendo-os como a ponte entre o programador e a máquina, responsáveis por traduzir códigos de alto nível em instruções executáveis. Também veremos os interpretadores, que diferem por executar o código linha a linha.
Em seguida, abordaremos a análise léxica, primeira etapa da compilação, onde o código-fonte é transformado em tokens, servindo de base para a análise sintática, que garante a correta organização desses elementos.
Objetivos da aula:
-
Comparar compiladores e interpretadores;
-
Compreender a função da análise léxica;
-
Relacionar análise léxica e sintática.
O propósito é oferecer uma visão clara de como o código percorre o caminho do texto escrito até as instruções compreendidas pela máquina.
-
-
2Análise Sintática5m
Nesta aula, estudaremos a análise sintática, etapa que verifica se os tokens formam estruturas válidas segundo a gramática da linguagem. Diferente da análise léxica, que identifica símbolos básicos, a análise sintática organiza esses símbolos em expressões, comandos e blocos de código.
Objetivos da aula:
-
Entender o papel da análise sintática;
-
Identificar erros comuns de sintaxe;
-
Conhecer as árvores sintáticas como representação estrutural;
-
Relacionar a análise sintática às próximas fases da compilação.
Essa etapa garante que o programa esteja corretamente estruturado para prosseguir no processo de compilação.
-
-
3Introdução a Gramática12m
Nesta aula, estudaremos o conceito de gramática, que define regras para formar sentenças válidas em linguagens de programação, servindo como base para a análise sintática.
Principais pontos:
-
Diferença entre os tipos de gramáticas da hierarquia de Chomsky (regulares, independentes de contexto, sensíveis ao contexto e irrestritas);
-
Aplicação das gramáticas regulares na análise léxica;
-
Aplicação das gramáticas independentes de contexto na análise sintática;
-
Importância das gramáticas na validação estrutural dos programas.
O objetivo é compreender como regras formais estruturam linguagens e orientam os compiladores na verificação dos programas.
-
-
4Gramática BNFPré-visualização 20m
Nesta aula, vamos explorar a Gramática BNF (Backus–Naur Form), uma forma formal de definir a sintaxe de linguagens de programação. Abordaremos seus principais componentes, símbolo inicial, símbolos não-terminais, produções e símbolos terminais, e veremos como essas regras permitem construir sentenças válidas de forma organizada e sistemática.
Também estudaremos o miniJAVA, uma versão simplificada da linguagem Java, aplicada como exemplo prático da BNF. Com ele, será possível visualizar como a gramática define declarações de variáveis, expressões, comandos condicionais e laços de repetição, garantindo que apenas programas sintaticamente corretos sejam reconhecidos.
Objetivos da aula:
-
Compreender o papel da BNF na definição da sintaxe de linguagens;
-
Identificar e entender os componentes da gramática BNF;
-
Aplicar a BNF para validar a sintaxe do miniJAVA;
-
Relacionar a teoria da gramática com a construção de compiladores e analisadores sintáticos.
Ao final, os alunos terão uma visão prática e teórica de como a BNF organiza e valida a estrutura de uma linguagem de programação.
-
-
5Atividade BNF10 questions
-
6Parsing37m
Nesta aula, iniciaremos o estudo de parsing, o processo de analisar uma sequência de tokens para verificar se ela segue as regras de uma gramática e construir uma árvore sintática. O parsing é essencial para que compiladores e interpretadores compreendam e processem o código-fonte.
Objetivos da Aula
- Entender o que é parsing e sua importância em compiladores.
- Diferenciar as estratégias Top-Down e Bottom-Up.
- Compreender vantagens, limitações e aplicações práticas de cada método.
-
7Diferença das técnicas de parsing50m
-
8Atividade Parsing10 questions
-
9Árvore de DerivaçãoPré-visualização 26m
Nesta aula, vamos estudar a Árvore de Derivação (Parse Tree), uma representação detalhada que mostra, passo a passo, como uma sentença é gerada a partir das regras da gramática. Analisaremos suas características, importância no processo de parsing e veremos exemplos práticos que ajudam a compreender a estrutura hierárquica da linguagem e a forma como compiladores interpretam o código.
-
10Árvore de Sintaxe Abstrata (AST)30m
-
11Comparação entre Árvore de Derivação e Árvore de sintaxe Abstrata15m
-
12Atividade árvore de derivação e AST10 questions
