Compiladores

Aplicación de los conocimientos adquiridos durante el curso de compiladores 2021.

Proyecto Final

Es un compilador de señales de audio. A través de este compilador se podrá someter una señal de audio a alguna operación básica disponible. La entrada es el código en formato .txt y una señal de entrada con formato .wav, como salida obtendremos un ploteo (de ambas señales Entrada-Salida) y el archivo de la señal alterada. Se realiza por un lenguaje de programación que decidí llamar "SGN" que contiene las siguientes características:

Tipos de dato.

Al momento de hacer el diseño me gustó hacer un lenguaje tipado, por el momento solo acepta dos tipos.

• "sgn" : es el tipo de dato que se le asigna a la señal de audio.
• "float": es un flotante que viene siendo el factor por el cual se desea realizar cierta operación.

Operaciones.

Las operaciones disponibles son:

• "decimate": operación que elimina submuestras de la señal de audio por un factor indicado, este factor tiene que ser ≥ 0.
• "interpolate": operación que agrega submuestras a la señal de audio (utilizando el método interpolación a escalón) por una factor indicado, este factor tiene que ser ≥ 0.
• "amplitude": operación que hace una cierta extensión de la señal, existen la amplificación (factor entero) y la atenuación (factor decimal) por lo que la operación definida en este lenguaje cumple ambas sin ningún problema, el factor tiene que ser ≥ 0.
• "shift": operación de desplazamiento de la señal hacia la izquierda o derecha, el factor pertenece al conjunto ℝ.
• "reflect": operación que invierte la señal de audio.

Syntaxis

Para la declaración de un tipo de dato.

sng [nombreDeVariable] = nombreDelArchivo.wav;

float [nombreDeVariable] = 3.5;

Para las operaciones.

interpolate(nombreDeVariableDeLaSeñal, nombreDeVariableDelFactor);

amplitude(nombreDeVariableDeLaSeñal, nombreDeVariableDelFactor);

decimate(nombreDeVariableDeLaSeñal, nombreDeVariableDelFactor);

shift(nombreDeVariableDeLaSeñal, nombreDeVariableDelFactor);

reflect(nombreDeVariableDeLaSeñal);

Ejemplo de código

Ejemplo de compilación válida.

  float          [ fact ]= 4;
  signal [ prueba  ]   =    recordEli.wav   ;
  reflect ( prueba )  ; 

Ejemplo de compilación inválida.

  float          [ fact ]= 4;
  signal [ prueba  ]   =    recordEli.wav   ;
  interpolate ( prueba, factorFloat )  ; 

Algunas recomendaciones para poder apreciar mejor las operaciones son:

• Para "decimate", factor podría ser de valor 4.
• Para "amplitude", factor = 110000.
• Para "interpolate", factor = 3.
• Para "shift", factor = -40000.

Dependencias

Se desarolló en Python 3 usando las siguientes bibliotecas auxiliares.

• ply
• scipy
• wavio
• numpy
• matplotlib
• sounddevice

Ejecución del Compilador

En consola

• Windows

  python sgn.py
  

• Linux

  python3 sgn.py
  

Alcance

• Solo acepta señales de audio en formato ".wav".
• El código se tiene que sobreescribir en el archivo "codigo.txt".
• Para mejor rendimiento se recomienda aplicarlo en señales de audio con duración no mayor a 10 s.
• Para algún nombre de las variables solo se aceptan nombres que contengan minúsculas y mayúsculas.
• En el código no puede existir más de una operación definida, solo acepta una operación por compilación.
• Al momento de usar la operación "reflect" es necesario hacer la declaración de los dos tipos de dato disponibles.

Practicas

Se desarrollaron todas las prácticas en C++.

• Se realizaron dos ejemplos de un analizador sintáctico por descenso recursivo, con las gramáticas vistas en clase.

• Algoritmo LL(1), para su uso se necesitan indicar a) El número de No Terminales y definir cuales son separados por espacio. b) El número de Terminales y definir cuales son separados por espacio. c) El número de Producciones y definir cuales son separados por enter. d) Para el uso de épsilon utilizamos el caracter #.

  Ejemplo Entrada:

     5
     E E' T T' F
     5
     + * ( ) id
     8
     E -> T E'
     E' -> + T E'
     E' -> #
     T -> F T'
     T' -> * F T'
     T' -> #
     F -> ( E )
     F -> id
     ((id+id*id)+id
  

  La salida será la Tabla Final del algoritmo y si la cadena es correcta o incorrecta. Salida:

     La tabla final es:
     E,1: ( id
     E',2: +
     E',3: $ )
     F,7: (
     F,8: id
     T,4: ( id
     T',5: *
     T',6: $ ) +
     
     cadena invalida
  

• Algoritmo LR(0), aun falta validar la cadena, se piensa desarrollar en los proximos meses. Para su uso se debe poner a) Número de producciones b)Las producciones de la gramática.
  Ejemplo Entrada:

    8
    E->TE'
    E'->+TE'
    E'->#
    T->FT'
    T'->*FT'
    T'->#
    F->(E)
    F->id