В этой статье мы простыми словами разберем, что такое теория компиляторов и какие принципы, технологии и инструменты используют эти самые компиляторы, а также посоветуем пару достойных книг по компиляторам. Далее следует фаза оптимизации кода, где компилятор применяет различные алгоритмы и методы для улучшения производительности и эффективности генерируемого машинного кода. Такие оптимизации включают удаление недостижимого кода, устранение избыточных вычислений и улучшение использования регистров процессора. При машинно-зависимой оптимизации кода компилятор заботится о регистрах процессора, расположениях памяти и архитектуре машины.
Эта гигантская дорогая штуковина занимает всю комнату. И на ней куется Lisp — язык, на котором 30 лет после этого писался весь код для разработок в области искусственного интеллекта. Люди в американском правительстве считали компилятор временным решением. Однако концепция трансляторов, как и принципы языка COBOL, прочно вошли в инженерные практики на многие годы. Военные давно искали способ делиться программами так, чтобы никто не мог узнать их исходный код. В том числе по этой причине мы до сих пор пользуемся скомпилированными программами, тогда как во времена Хоппер были только перфокарты, но принцип остался тем же.
- Компилятор начинает вдумываться в то, что написано в коде, анализируя составленное синтаксическое дерево.
- Компиляторы — это не единственный способ перевести исходный код в машинный.
- Но также трансляция байт-кода в машинный код может выполняться компилятором байт-кода сразу следом за компиляцией байт-кода.
- Интерпретатор — это программа, которая проводит интерпретацию.
- Он отправляет результат перевода не в процессор, а обратно в программу — это позволяет создавать интересные многоступенчатые команды вроде eval.
Есть и более широкие — так называемые кросс-компиляторы, которые могут поддерживать несколько операционных систем. Написать компилятор для языка программирования можно на других версиях того же языка — такой подход разрешен и активно используется в разработке. Это нужно, чтобы компиляторы были более гибкими и «умными» и могли поддерживать больше возможностей, — ассемблер довольно примитивен и не решает всех задач.
Почему У Одного Языка Может Быть Несколько Компиляторов
Здесь мы рассмотрим количество этапов, которые проходит компилятор. Задача компилятора — перевести исходный код с одного языка на другой. Для выполнения этого процесса у компилятора есть несколько взаимосвязанных компонентов.
Среди популярных сегодня языков компилируемыми являются Swift и Go, а также C / C++ и Objective-C. Другие примеры — Visual Basic, Haskell, Pascal / Delphi, Rust, а также Lisp, Prolog и прочие менее известные языки. Разумеется, компилируемым является и язык ассемблера — очень низкоуровневый и написанный напрямую на машинных кодах. Когда программа что такое компилятор компилируется, компилятор применяет различные методы, чтобы оптимизировать код. Это помогает уменьшить объем кода, ускорить выполнение программы и уменьшить трату ресурсов компьютера. Это означает, что интерпретатор выполняет код по мере его чтения, что делает процесс запуска программы более медленным, если сравнивать с компилятором.
Она в одиночку придумала первый в мире переводчик, который позволял говорить с компьютером на английском языке. Теперь программировать могли не только математики, а кто угодно! При этом сами программы теперь можно было сделать намного более сложными.
Ещё компилятор на этом этапе может предполагать, какие именно действия с переменной возможны. Если он видит, что у нас есть переменная неизменяемого типа, например константа, то при попытке кода её изменить, выдаст ошибку. Из токенов строится синтаксическое дерево, которое содержит слова и символы, и пригодится на следующем этапе — семантическом анализе. Каждый узел дерева — это либо операция, например сложение, либо переменная.
Компилятор И Интерпретатор В Программировании: В Чем Разница
Трансляция байт-кода в машинный код специальным транслятором байт-кода как указано выше неотъемлемая фаза динамической компиляции. Но трансляция байт-кода применима и для простого преобразования программы на байт-коде в эквивалентную программу на машинном языке. В машинный код может транслироваться как заранее скомпилированный байт-код.
Компиляторы также могут проводить оптимизации кода во время компиляции, что дополнительно повышает производительность программы. Однако, скомпилированный код обычно менее гибок и требует перекомпиляции при внесении изменений. На этом этапе компилятор проверяет, расположены ли идентифицированные ранее маркеры в правильном порядке. Для этого в каждом языке есть набор правил, называемый грамматикой.
Для того, чтобы процессор понимал, какие команды записаны в программе, программисты создали компилятор — программу, которая преобразует программный код в машинный. Таким образом, машинный код зависит от системы, а высокоуровневый исходный код — нет. Если компилятор непосредственно генерирует машинный код из исходного кода, то каждая машина нуждается в полной компиляции от фронта к бэку.
Пример Кода На Языке Программирования C++
В мире программирования есть множество различных компиляторов, каждый из которых имеет свои особенности и преимущества. Давайте рассмотрим несколько известных и изучим их основные характеристики. Процесс компиляции может занимать очень много времени. Для небольших проектов это не так страшно, но когда количество строк кода у проекта переваливает за миллион, то лишний раз запускать компиляцию не хочется. К кросс-компиляторам относят GCC (GNU Compiler Collection). Он поддерживает C++, Objective-C, Java, Fortran и Go и разную архитектуру процессоров.
При успешном завершении этого этапа, компилятор переводит каждую команду в набор zero и 1. Наборы записываются в файл, который сможет прочитать и выполнить процессор. После запуска программы компилятору нужно определить, какие команды в ней записаны.
Таким образом построены все компиляторы для разных языков. Когда-то была идея построить универсальный компилятор. Но попытки не увенчались успехом, и все это осталось в теории. Просто потому, что программа не содержит синтаксических ошибок, код еще не может считаться правильным. В следующем разделе я кратко опишу, что происходит на каждой фазе. Если вы не программируете компиляторы, то нормально иметь о них лишь поверхностное представление, но если вы хотите разработать компилятор сами, то вам стоит подробно изучить их работу.
Для каждой целевой машины (IBM, Apple, Sun, Эльбрус и т. д.) и каждой операционной системы или семейства операционных систем, работающих на целевой машине, требуется написание своего компилятора. Существуют также так называемые кросс-компиляторы, позволяющие на одной машине и в среде одной ОС генерировать код, предназначенный для выполнения на другой целевой машине и/или в среде другой ОС. Кроме того, компиляторы могут оптимизировать код под разные модели из одного семейства процессоров (путём поддержки специфичных для этих моделей особенностей или расширений наборов команд). Например, код, скомпилированный под процессоры семейства Pentium, может учитывать особенности распараллеливания инструкций и использовать их специфичные расширения — MMX, SSE и т. Интерпретатор и компилятор — это способ преобразовать код на любом известном вам языке программирования в «нечто», понятное компьютеру.
Семантический Анализ
Компилятор — это не что иное, как переводчик исходного кода. Понимание роли и функций компилятора позволяет разработчикам эффективно использовать его возможности для достижения желаемых результатов в программировании. Раздельная компиляция является процессом, при котором части программы транслируются по отдельности и затем объединяются компоновщиком в единый загрузочный модуль. CIL-код также компилируется в код целевой машины JIT-компилятором, а библиотеки .NET Framework компилируются заранее.
Обычно ошибки при компилировании выглядят устрашающе из-за запутанного описания проблемы. Просто попробуйте не поставить точку с запятой в файле с C++ и убедитесь, что ничего хуже вы не видели. Представьте, что вы проходите уроки по циклам и решаете там задачи. Однажды вам попадается интересный ответ другого студента, поэтому вы копируете его код в редактор и смотрите на вывод в консоли. Преспер Эккерт и Джон Мокли делали компьютеры для военных. Сначала они работали в родном университете, но потом тот стал присваивать патенты преподавателей.
Что Такое Компилятор В Программировании Простыми Словами
Различаются они по способу преобразования программного кода. Существуют также программы, называемые декомпиляторами, которые позволяют переводить программы на низкоуровневых языках обратно на высокоуровневые. Однако точное восстановление исходного кода после компиляции может быть невозможным, так как процесс компиляции связан с потерей информации.
Компилятор
Также любой такой компилятор может использовать в качестве транслятора любой способный работать в режиме транслятора компилятор с конкретного языка высокого уровня. Естественно такой компилятор может компилировать программу, разные части исходного текста которой написаны на разных языках программирования. Нередко такие компиляторы управляются встроенным интерпретатором того или иного командного языка. Яркий пример таких компиляторов — имеющийся во всех UNIX-системах (в частности в Linux) компилятор make.
Существует несколько различных структурных реализаций компиляторов, включая одноэтапную, двухэтапную и многоэтапную схемы. Сначала компилятор разбирает, что написано, потом анализирует команды, а потом генерирует машинные коды. Он не запускает программу, запуск — это отдельное действие. Подходы к оптимизации, портированию и выполнению других целей у всех групп разработчиков свои. Поэтому разные компиляторы одного и того же языка могут различаться скоростью, особенностями архитектуры, назначением и другими параметрами.
Leave a Reply