IF Notes

Struktur Compiler dan Fase Analisis

5 min read

Back to IF2224 Teori Bahasa Formal dan Otomata

Topic

Questions/Cues

  • Bagaimana Struktur Kompiler?

  • Apa itu Lexical Analysis (Scanner)?

  • Apa itu Token & Besaran Leksikal?

  • Apa itu Syntax Analysis (Parser)?

  • Apa output dari Parser?

  • Contoh Parse Tree?

Reference Points

  • Slide 09 - Konsep dan Notasi Bahasa

Struktur Umum Kompiler

Sebuah kompiler adalah program kompleks yang menerjemahkan kode dari satu bahasa (source code) ke bahasa lain (target code, biasanya object code atau machine code). Proses ini dibagi menjadi serangkaian fase yang bekerja secara berurutan. Secara garis besar, fase-fase ini dikelompokkan menjadi dua bagian utama:

  1. Fase Analisis (Frontend): Bertugas untuk memecah kode sumber menjadi bagian-bagian konstituennya dan menciptakan representasi perantara (intermediate representation) dari kode tersebut. Fase ini sangat bergantung pada teori bahasa formal.

  2. Fase Sintesis (Backend): Bertugas untuk membangun program target yang diinginkan dari representasi perantara. Fase ini lebih berkaitan dengan arsitektur mesin target.

Urutan fase dalam kompiler modern umumnya adalah:

Source Code → Lexical Analysis → Syntax Analysis → Semantic Analysis → Intermediate Code Generation → Code Optimization → Code Generation → Target Code

Lexical Analysis (Scanner)

Lexical Analysis, atau sering disebut scanning, adalah fase pertama dari kompiler. Tugas utamanya adalah membaca aliran karakter dari kode sumber dan mengelompokkannya ke dalam unit-unit leksikal yang bermakna yang disebut token.

  • Analogi: Bayangkan Anda membaca sebuah kalimat. Mata Anda melihat huruf-huruf individual, tetapi otak Anda secara otomatis mengelompokkannya menjadi kata-kata. Scanner melakukan hal yang sama untuk kode sumber. Ia tidak peduli dengan tata bahasa kalimat, hanya mengenali “kata-kata” yang valid.

  • Fungsi Utama:

    • Mengidentifikasi dan mengkategorikan token.

    • Menghapus karakter yang tidak relevan seperti spasi, baris baru (whitespace), dan komentar.

    • Menyimpan informasi tentang identifier ke dalam Tabel Simbol (Symbol Table).

    • Melaporkan kesalahan leksikal (misalnya, simbol yang tidak valid).

Token dan Besaran Leksikal

Token adalah representasi abstrak dari satu atau lebih karakter dalam kode sumber yang secara logis saling terkait. Setiap token memiliki tipe (jenis) dan bisa memiliki nilai (value). Kategori-kategori dari token ini disebut Besaran Leksikal.

  • Contoh Besaran Leksikal:

    1. Identifier: Nama yang diberikan untuk variabel, fungsi, kelas, dll. Contoh: fahrenheit, main, myClass.

    2. Keyword: Kata-kata yang sudah memiliki makna khusus dalam bahasa pemrograman. Contoh: if, else, while, int.

    3. Konstanta: Nilai literal yang tetap. Contoh: 32 (integer), 1.8 (float), "Hello" (string).

    4. Operator: Simbol yang melakukan operasi. Contoh: +, *, := (assignment), >.

    5. Delimiter (Pemisah): Simbol untuk pengelompokan atau pemisahan. Contoh: (, ), {, }, ;, ,.

Syntax Analysis (Parser)

Syntax Analysis, atau sering disebut parsing, adalah fase kedua kompiler. Setelah scanner menghasilkan aliran token, parser mengambil alih untuk memeriksa apakah token-token tersebut tersusun dalam urutan yang benar sesuai dengan aturan tata bahasa (grammar) dari bahasa sumber.

  • Analogi: Jika scanner mengenali “kata-kata”, maka parser memeriksa apakah kata-kata tersebut membentuk “kalimat” yang valid secara gramatikal (misalnya, mengikuti struktur Subjek-Predikat-Objek).

  • Tugas Utama:

    • Memverifikasi bahwa urutan token sesuai dengan aturan produksi dari grammar.

    • Melaporkan kesalahan sintaksis (misalnya, titik koma yang hilang, tanda kurung tidak seimbang).

    • Membangun struktur data yang merepresentasikan struktur hierarkis dari kode, yang disebut Pohon Sintaks (Parse Tree).

Output Parser: Pohon Sintaks (Parse Tree)

Pohon Sintaks atau Parse Tree adalah representasi grafis berbentuk pohon dari bagaimana sebuah string atau statement dalam kode sumber diturunkan dari simbol awal grammar.

  • Struktur:

    • Akar (Root): Simbol awal dari grammar.

    • Simpul Internal (Internal Nodes): Simbol non-terminal.

    • Daun (Leaf Nodes): Simbol terminal (token).

Pohon ini secara eksplisit menunjukkan bagaimana parser menerapkan aturan-aturan produksi untuk mengenali struktur kalimat. Pohon ini kemudian menjadi input fundamental untuk fase selanjutnya, yaitu analisis semantik.

Contoh Parse Tree

Untuk statement: (A + B) * (C + D), parser akan menggunakan aturan grammar untuk ekspresi, term, dan faktor untuk membangun pohon sintaksis yang merepresentasikan struktur dan urutan operasi dari statement tersebut.

Summary

Sebuah kompiler bekerja melalui serangkaian fase, diawali dengan Fase Analisis. Lexical Analyzer (Scanner) membaca kode sumber dan mengubahnya menjadi aliran token yang bermakna. Aliran token ini kemudian diterima oleh Syntax Analyzer (Parser), yang memverifikasi apakah urutannya sesuai dengan tata bahasa formal dan membangun sebuah Pohon Sintaks (Parse Tree) untuk merepresentasikan struktur hierarkis dari program, yang akan digunakan oleh fase-fase selanjutnya.

Graph View

Backlinks