Bab II
Sintaksis
Bahasa mesin adalah bentuk terendah pada komputer. Kita dapat berhubungan langsung dengan bagian-bagian yang ada didalam komputer seperti bit, register dan sangat primitif. Bahasa mesin tidak lebih dari urutan bit-bit 0 dan 1.
Bagaimana dengan orang yang tidak mengerti bahasa mesin?
Bahasa mesin adalah jenis mesin komputer yang digunakan. Bagaimana jika jenis komputer mengalami perubahan?
Oleh karena itu manusia berusaha menciptakan suatu bahasa yang dapat dimengerti baik oleh manusia maupun oleh komputer, yang disebut dengan bahasa tingkat tinggi. Dari bahasa tingkat tinggi ke bahasa mesin dibutuhkan sesuatu untuk menterjemahkan agar mesin (komputer) mengerti apa yang diinginkan oleh manusia, yaitu :
1. Interpreter 2. Compiler
Contoh : Cobol, Pascal, Fortran, dll
Untuk membuat penterjemah seperti compiler perlu dibuat standar atau tata bahasa atau aturan, seperti manusia berkomunikasi mempunyai tata bahasa agar lawan bicara dapat mengerti yang dibicarakan. Demikian juga untuk menterjemahkan kedalam bahasa mesin (komputer) harus dibuat suatu aturan agar komputer mengerti apa yang diinginkan oleh manusia melalui program yang dibuatnya.
Sintaks
Sintaks merupakan kumpulan aturan yang mendefinisikan suatu bentuk bahasa. Sintaks mendefinisikan bagaimana suatu kata dikombinasikan menjadi suatu statement yang benar sehingga dapat disusun suatu program yang dapat berjalan dengan benar.
Sintaks dari bahasa pemrograman didefinisikan dengan dua kumpulan aturan, yaitu :
Aturan Lexical /Lexical Analysis (Scanner)
Konsep dan Notasi Bahasa
Alfabet : himpunan hingga yang tidak kosong (hampa) dari symbol. Symbol anggota dari alfabet dinamakan huruf atau karakter atau token.
Contoh : ∑1 = {a, b, c, .., z} ∑2 = {α, β, γ, δ}
Contoh alfabet pada Basic : 26 huruf besar, 26 huruf kecil, 10 angka, dan symbol khusus seperti : ‘(‘, ‘)’, ‘.’, ‘+’ dsb
Bahasa : merupakan himpunan hingga ataupun tak hingga dari kalimat atau kumpulan kalimat.
Tata Bahasa atau Grammar : sekumpulan dari himpunan variabel-variabel, symbol-symbol terminal, symbol non terminal, symbol awal yang dibatasi oleh aturan-aturan produksi.
Tahun 1956 – 1959 Noam Chomsky melakukan penggolongan tingkatan dalam bahasa, yaitu menjadi 4 class yang disebut dengan hirarki Chomsky.
Tahun 1959 Backus memperkenalkan notasi formal baru untuk sintaks bahasa yang lebih spesifik
Peter Naur (1960) merevisi metode dari sintaks yang sekarang dikenal dengan BNF(Backus Nour Form)
Contoh :
S = sentence, v = verb, o = object, A = article, s = subject phrase, N = noun, vp = verb phrase, Np = noun phrase
S → SpVp Vp → Vo Np → AN
Sp → AN o → Np
Sentence
Subject phrase Verb phrase
Article Noun Verb Object
The cat ate Noun phrase
Article Noun A mouse Contoh tata bahasa sederhana :
<program> → BEGIN <stat_list> END <Stat_list> → <stat>│ <stat>; <stat_list> <stat> → <var> :=<expression>
<expression> → <term> │ <term><op1><expression> <term> → <factor> │<factor><op2><term> <factor> → <var> │ <constant>
<var> → A│ B │..│Z <op1> → +│ - │= <op2> → ^│ * │/
<constant> → <real_number> │ <integer_part> <real_number> → <integer_part> │ <fraction> <integer_part> → <digit> │ <integer_part> <digit> <fraction> → <digit> │ <digit> <fraction> <digit> → 0 │ 1 │ .. │ 9 Contoh : Begin A := 1; B := A + 2 End.
Hirarki Chomsky Regular Unrestricted Context Sensitive Context Free Penjelasan :
Tipe 0 / Unrestricted : tidak ada batasan pada aturan produksi Abc → De
Tipe 1 / Context sensitive : panjang string ruas kiri harus < (lebih kecil) atau = (sama dengan) ruas kanan
Ab → DeF CD → eF
Tipe 2 / Context Free Grammar : ruas kiri haruslah tepat satu symbol variabel, yaitu simbol non terminal
B → CDeFg D → BcDe
Tipe 3 / Regular : ruas kanan hanya memiliki maksimal satu symbol non terminal dan diletakkan paling kanan sendiri
A → e A → efg A → efgH C → D Aturan Produksi
Aturan produksi dnyatakan d alam bentuk α → β, α menghasilkan atau menurunkan β
α symbol-symbol untuk ruas kiri, β symbol-symbol untuk ruas kanan
Symbol-symbol dapat berupa terminal dan non terminal dimana non terminal dapat diturunkan menjadi symbol yang lainnya
Umumnya symbol terminal disymbolkan dengan huruf kecil (a,b,c, dsb), sedangkan untuk symbol non terminal disymbolkan dengan huruf besar (A,B,C, dsb)
T → a, T menghasilkan a
E → T │ T + E, E menghasilkan T atau E menghasilkan T + E Sebuah grammar didefinisikan dengan 4 tupel :
G = (VN, VT, S, Q) dimana
VT dan VN : himpunan symbol terminal dan symbol non terminal S : suatu elemen tertentu dari VN, yang disebut symbol start
Q : subhimpunan hingga yang tidak kurang dari relasi(VTυVN)*(VTυVN)* atau secara umum sebuah elemen (α, β) dari Q ditulis sebagai α → β dan disebut produksi.
Dari 4 tingkatan bahasa maka kita akan membahas tentang Context Free Grammar.
Context Free Grammar (CFG) sangat penting didalam penggambaran dan penterjemahan bahasa pemrograman.
Derifasi : proses pembentukan kalimat di grammar
Grammar Context Free merupakan pembentuk bahasa Context Free
Contoh : L (G3) = {Anban │ n > = 1}
Dimana : G3 = ({S,C}, {a,b}, S, Q), dengan Q adalah produksi S → aCa
C → aCa C → b
Derifasi untuk a3ba3 atau aaabaaa, adalah : S → aCa
→ aaCaa → aaaCaaa → aaabaaa
Notasi BNF (Backus – Nour Form)
Aturan produksi dapat dinyatakan dengan notasi BNF BNF menggunakan abstraksi untuk struktur sintaks
::= identik dengan symbol →
│ sama dengan atau
< > pengapit symbol non terminal { } pengulangan dari 0 sampai n kali
Contoh :
Aturan Produksi sebagai berikut : E → T │ T + E │ T – E
T → a
Notasi BNF : E ::= <T> │ <T> + <E> │ <T> - <E> T ::= a
Tanda untuk non terminal (<>) yang ruas kiri bersifat optional Fase-fase proses kompilasi adalah sebagai berikut :
Program Sumber
Bahasa Sasaran
Aturan Lexical atau Lexical Analysis (Scanner)
Berhubungan dengan bahasa, sering disebut dengan scanner, bertugas sebelum proses syntax Analyzer dan Intermediate Code dilakukan dimana tugas Lexical Analysis ini mendekomposisi program sumber menjadi bagian-bagian kecil.
Penganalisa Leksikal (Scanner) Penganalisa Sintaks (Parser) Penganalisa Semantik Pembangkit Kode antara Pengoptimal Kode Pembangkit Kode Pengelola tabel
Tugas-tugas Aturan Lexical atau Lexical Analysis secara detil adalah : a. mengidentifikasi semua besaran yang membangun suatu bahasa
b. mentransformasikan ke token-token (symbol terminal dari teori bahasa automata)
c. menentukan jenis dari token-token d. menangani kesalahan
e. menangani tabel symbol
f. scanner di desain untuk mengenali keyword, operator, identifier contoh :
Besaran Lexical : (tergantung program)
Identifier dapat berupa keyword seperti if, else, begin .. end (pada Pascal) , integer (Pascal), int float (pada C)
Konstanta : besaran yang berupa bilangan bulat (integer), bilangan pecahan(float / real), Boolean (true/false), string, dll
Operator : operator aritmatika (+, -, *, /), operator logika(< = >)
Delimiter : berguna bagi pemisah atau pembatas, seperti kurung buka, kurung tutup, titik, koma, titik dua, titik koma, white_space
White_space : pemisah yang diabaikan oleh program, seperti : enter, spasi, ganti baris dan akhir file
Program sumber merupakan input dari penganalis leksikal atau scanner. Analisis leksikal mempunyai tujuan untuk memisahkan naskah program sumber yang masuk menjadi bagian leksikografis terkecil atau Token seperti konstanta, nama varibel, reserved word dan operator.
Scanner biasanya berinteraksi dengan parser melalui salah satu dari 2 cara berikut. Yang pertama, scanner dapat mengolah program sumber secara terpisah, sebagai satu fasa sebelum Parser mulai bekerja. Kemudian token disimpan dalam sebuah file atau dalam sebuah file besar. Cara kedua melibatkan antara Parser dan Scanner yang saling berinteraksi, scanner dipanggil oleh parser bila token berikut dalam program sumber diperlukan.
Token hasil pekerjaan scanner biasanya disajikan dalam bentuk Bilangan Penyajian internal berupa bilangan bulat (integer) yang unik.
Contoh :
Konstanta 2 operator pembagian 9
Label 3 tanda baca koma 10
Keyword 4 tanda baca titik dua 11
Operator penambahan 5 tanda baca titik koma 12
Operator penugasan 6 dan lain-lain
Operator pengurangan 7
Token tersebut disimpan dalam suatu tabel label serta nama variabel akan dimasukkan kedalam tabel identifier, sedangkan konstanta dimasukkan ke tabel konstanta dan suatu token yang tidak berkaitan dengan label (seperti operator) maka lokasinya adalah 0 (nol).
Lexical Analysis, contoh :
Statement : Fahrenheit := 32 + celcius * 1.8
Maka akan diterjemahkan ke dalam token-token sebagai berikut :
Identifier → Fahrenheit Operator → := Integer → 32 Operator penjumlahan → + Identifier → celcius Operator perkalian → * Real / float → 1.8 Statement : Jumlah A = A + B GOTO KERJA Buatlah tabel untuk penyajian Token :
Token Bilangan Penyajian Internal Lokasi Keterangan
Jumlah 3 1 Label : 11 0 Delimiter A 1 2 Identifier = 6 0 Assignment A 1 2 Identifier + 5 0 Operator Penjumlahan B 1 3 Identifier
GOTO 4 0 Reserved word
Syntax Analyzer (Parser)
Bertugas memeriksa kebenaran dan urutan dari token-token yang terbentuk oleh Lexical Analysis
Pengelompokan token-token kedalam class syntax (bentuk sintaks), seperti prosedur, statement dan expression
Grammar dipakai oleh syntax analyzer untuk menentukan struktur dari program sumber
Proses pendeteksian (pengenalan token) disebut dengan parsing, maka syntax analyzer sering disebut dengan parser
Pohon sintaks yang dihasikan digunakan untuk semantic analyzer yang bertugas untuk menentukan maksud dari program sumber, misalnya operator penjumlahan maka semantic analyzer akan mengambil aksi apa yang harus dilakukan
Parsing atau Proses Penurunan
Parsing dari sebuah kalimat adalah konstruksi atau pembentukan pohon sintaks untuk kalimat tersebut.
Parsing dapat dilakukan dengan cara :
Penurunan terkiri (Leftmost derivation) : symbol variabel yang paling kiri diturunkan (tuntas) dahulu
Penurunan terkanan (Rightmost derivation) : symbol yang paling kanan diturunkan (tuntas) dahulu
Contoh : ingin dihasilkan string aabbaa dari Context free language : S → aAS │ a
A → SbA │ ba
Penurunan kiri Penurunan kanan
S → aAS S → aAS
→ aSbAS → aAa
→ aabAS → aSbAa
→ aabbaS → aSbbaa
Metode Parsing
Pada metode parsing ada tiga hal yang perlu diperhatikan, yaitu : 1. waktu eksekusi
2. penanganan kesalahan 3. penanganan kode Parsing digolongkan menjadi :
a. Top Down
Penelusuran dari root ke leaf atau dari symbol awal ke symbol terminal Metode ini meliputi :
1. Backtrack / back up : Brute Force
Memilih produksi mulai dari kiri
Meng-expand symbol non terminal sampai pada symbol terminal
Bila terjadi kesalahan (string tidak sesuai) maka dilakukan backtrack
Algoritma ini membuat pohon parsing secara top-down, yaitu dengan cara mencoba segala kemungkinan untuk setiap non terminal
Back Up : pengulangan suatu produksi dengan alternatif produksi yang lain, bila produksi yang digunakan tidak sesuai dengan symbol input.
Contoh : Grammar : 1. S → aAd 2. S → aB 3. A → b 4. A → c 5. B → ccd 6. B → ddc
S, A dan B adalah symbol non terminal dengan S adalah symbol start. Sementara itu a, b, c dan d adalah symbol terminal
Latihan :
Membentuk pohon sintaks bagi untai accd dengan menggunakan metode Brute Force.
S S S tidak sesuai dengan untai
accd, maka diperlukan Back Up untuk pilihan a A d a A d produksi A yang lain (a) (b)
b
(c)
S S
Sama seperti diatas hanya Back Up untuk pilihan a A d a A d produksi S karena
produksi A sudah tidak
(d) ada pilihan c (e) S S a B a B (f) c c d (g)
Namun teknik Parsing Top Down tidak selalu dapat bekerja pada setiap CFG. Misalnya pada CFG yang mengandung variabel bersifat rekursif kiri (mengandung minimal satu non terminal rekursif kiri), maka akan terjadi loop yang tak hingga. Untuk menanganinya maka CFG tersebut harus dihilangkan terlebih dahulu rekursif kirinya. (tidak dibahas)
Contoh rekursif : S → Sab │ Sbd S → aAc
A → Ab │ ∑
Parsing : Recursive Descent Parser Parsing dengan Recursive Descent Parser
Salah satu cara untuk mengaplikasikan bahasa context free
Symbol terminal maupun symbol variabelnya sudah bukan sebuah karakter
Besaran leksikal sebagai symbol terminalnya, besaran syntax sebagai symbol variabelnya / non terminalnya
Dengan cara penurunan secara rekursif untuk semua variabel dari awal sampai ketemu terminal
Tidak pernah mengambil token secara mundur (back tracking)
Beda dengan turing yang selalu maju dan mundur dalam melakukan parsing
Parsing Bottom Up
Teknik Bottom Up adalah dengan memulai pada daun dan bergerak ke atas menuju akar dimulai dengan diberikannya sebuah untai, kemudian kita mencoba untuk mencapai symbol start Grammar.
Latihan 1 :
Diberikan sebuah grammar yang menyajikan operasi aritmatika sederhana meliputi penambahan(+), pengurangan(-), perkalian(*), dan pembagian (/)
Symbol diartikan sebagai suatu nama variabel atau identifier : VN = { C, T, F}, VT = (i, *, /, +, -, (,)}, S = E
Dengan produksi :
F → i T → T / F T → F E → E + T
F → (E) E → T T → T * F E → E – T
Berikan derifasi untuk ekspresi sebagai berikut : a. i + i, b. i – i / i, c. i * (i + i), d. i * i + i Latihan 2 :
Buatlah pohon sintaks dari kalimat :
A monkey climbs a tree → gramatikal dan semantik benar
