Реферат на тему компилятор

Обновлено: 05.07.2024

Как Компилятор так и Интерпретатор имеют одно предназначение — конвертировать инструкции языка высокого уровня (как C или Java) в бинарную форму, понятную компьютеру. Это программное обеспечение, используемое для запуска высокоуровневых программ и кодов выполняемых различные задачи. Для разных высокоуровневых языков разработаны специфичные компиляторы/интерпретаторы. Не смотря на то что как компилятор так и интерпретатор преследуют одну и ту же цель, они отличаются способом выполнения своей задачи, то есть конвертирования высокоуровневого языка в машинные инструкции. В этой статье мы поговорим о базовой работе обоих и выделим главные отличия между компилятором и интерпретатором.

Компилятор

Компилятор транслирует высокоуровневый язык в машинный. Когда пользователь пишет код на языке высокого уровня, таком как Java, и хочет его выполнить, то прежде чем это может быть сделано, будет использован специальный компилятор разработанный для Java. Компилятор сначала сканирует всю программу, а потом транслирует ее в машинный код, который будет выполнен компьютерным процессором, после чего будут выполнены соответствующие задачи.

Интерпретатор

Интерпретаторы не очень сильно отличаются от компиляторов. Они также конвертируют высокоуровневые языки в читаемые машиной бинарные эквиваленты. Каждый раз когда интерпретатор получает на выполнение код языка высокого уровня, то прежде чем сконвертировать его в машинный код, он конвертирует этот код в промежуточный язык. Каждая часть кода интерпретируется и выполняется отдельно и последовательно, и если в какой-то части будет найдена ошибка, она остановит интерпретацию кода без трансляции следующей части кода.

Очертание процесса интерпретации на картинке выше показывает, что сначала исходный код конвертируется в промежуточную форму, а затем выполняется интерпретатором.

Компилятор-это транслятор текста на машинный язык, который считывает исходный текст. Он оценивает его в соответствии с синтаксической конструкцией языка и переводит на машинный язык. Другими словами, компилятор не исполняет программы, он их строит. Интерпретаторы невозможно отделить от программ, которые ими прогоняются, компиляторы делают свое дело и уходят со сцены. При работе с компилирующим языком, таким как Турбо-Бейсик, вы придете к необходимости мыслить о ваших программах в признаках двух главных фаз их жизни: периода компилирования и периода прогона. Большинство программ будут прогоняться в четыре - десять раз быстрее их интерпретаторных эквивалентов. Если вы поработаете над улучшением, то сможете достичь 100-кратного повышения быстродействия. Оборотная сторона монеты состоит в том, что программы, расходующие большую часть времени на возню с файлами на дисках или ожидание ввода, не смогут продемонстрировать какое-то впечатляющее увеличение скорости.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ЯЗЫКОВ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

2.1. Машинно – ориентированные языки

Машинно – ориентированные языки – это языки, наборы операторов и изобразительные средства которых существенно зависят от особенностей ЭВМ (внутреннего языка, структуры памяти и т.д.). Машинно –ориентированные языки позволяют использовать все возможности и особенности Машинно – зависимых языков:

- высокое качество создаваемых программ (компактность и скорость выполнения);

- возможность использования конкретных аппаратных ресурсов;

- предсказуемость объектного кода и заказов памяти;

- для составления эффективных программ необходимо знать систему команд и особенности функционирования данной ЭВМ;

- трудоемкость процесса составления программ ( особенно на машинных языках и ЯСК), плохо защищенного от появления ошибок;

- низкая скорость программирования;

- невозможность непосредственного использования программ, составленных на этих языках, на ЭВМ других типов.

Машинно-ориентированные языки по степени автоматического программирования подразделяются на классы.

2.1.1. Машинный язык

Как я уже упоминал, в введении, отдельный компьютер имеет свой определенный Машинный язык (далее МЯ), ему предписывают выполнение указываемых операций над определяемыми ими операндами, поэтому МЯ является командным. Однако, некоторые семейства ЭВМ (например, ЕС ЭВМ, IBM/370/ и др.) имеют единый МЯ для ЭВМ разной мощности. В команде любого из них сообщается информация о местонахождении операндов и типе выполняемой операции.

В новых моднлях ЭВМ намечается тенденция к повышению внутренних языков машинно – аппаратным путем реализовывать более сложные команды, приближающиеся по своим функциональным действиям к операторам алгоритмических языков программирования.

2.1.2. Языки Символического Кодирования

Продолжим рассказ о командных языках, Языки Символического Кодирования (далее ЯСК), так же, как и МЯ, являются командными. Однако коды операций и адреса в машинных командах, представляющие собой последовательность двоичных (во внутреннем коде) или восьмеричных (часто используемых при написании программ) цифр, в ЯСК заменены на символы (идентификаторы), форма написания которых помогает программисту легче запоминать смысловое содержание операции. Это обеспечивает существенное уменьшение числа ошибок при составлении программ.

Использование символических адресов – первый шаг к созданию ЯСК. Команды ЭВМ вместо истинных (физических) адресов содержат символические адреса. По результатам составленной программы определяется требуемое количество ячеек для хранения исходных промежуточных и результирующих значений. Назначение адресов, выполняемое отдельно от составления программы в символических адресах, может проводиться менее квалифицированным программистом или специальной программой, что в значительной степени облегчает труд программиста.

Есть также языки, включающие в себя все возможности ЯСК, посредством расширенного введения макрокоманд - они называются Автокоды.

В системе с генерацией имеются специальные программы, анализирующие макрокоманду, которые определяют, какую функцию необходимо выполнить и формируют необходимую последовательность команд, реализующих данную функцию.

Обе указанных системы используют трансляторы с ЯСК и набор макрокоманд, которые также являются операторами автокода.

Развитые автокоды получили название Ассемблеры. Сервисные программы и пр., как правило, составлены на языках типа Ассемблер. Более полная информация об языке Ассемблера см. ниже.

ГОСТ

Компилятор — это системная программа, которая выполняет преобразование программных приложений, написанных на одном из алгоритмических языков, в программу на машинном языке или близком к нему.

Введение

В вычислительной технике компилятор является компьютерной программой, преобразующей исходный текст, который написан на одном из языков программирования высокого уровня, в машинные коды. Программы компиляции могут быть написаны как на автокоде, так и с применением языков высокого уровня. Помимо этого, есть и специализированные языки формирования компиляторов, то есть условно говоря это компиляторы компиляторов. Компилятор компиляторов является системой, позволяющей выполнять генерацию компиляторов. На вход такой системы подаётся множество грамматик, после чего на выходе в идеале формируется готовая программа компиляции. В отдельных случаях под компилятором компиляторов понимается язык программирования, где исходной программой является описание компилятора конкретного языка, а сформированной (объектной) программой является сама программа компиляции, предназначенная для этого языка.

Иначе говоря, компилятор компиляторов является формализацией, которая необходима, чтобы сделать описание компилятора, включающее в явной или неявной форме отображение лексического и синтаксического анализатора, генератора кодов и иных компонентов формируемого компилятора. Чаще всего в компиляторе компиляторов применяется схема так называемого синтаксически управляемого перевода. И помимо этого, некоторые из них являются специальными языками высокого уровня, позволяющими в удобном формате выполнять описание алгоритмов, применяемых при реализации компиляторов.

История создания и развития компиляторов

Готовые работы на аналогичную тему

Почти все компиляторы выполняют перевод программы с определённого языка высокого уровня программирования в машинные коды, которые могут быть исполнены центральным процессором. Обычно данные коды предназначены для исполнения в конкретной операционной системе, так как применяют предоставленные системой возможности, такие как, например, системные вызовы и библиотеки функций.

Архитектурная организация, то есть совокупность программного и аппаратного обеспечения, для которой выполняется компиляция, именуется целевой машиной.

Отдельные программы компиляции, к примеру,Java, способны переводить программу не в машинные коды, а в программу на определённом специализированном языке низкого уровня. Данный язык, или по-другому байт-код, тоже может считаться языком машинных кодов, так как он должен интерпретироваться виртуальной машиной. К примеру, для языка Java языком виртуальной машины является JVM, или иначе байт-код Java.

Для всех целевых машин, к примеру, IBM, Apple и так далее, и всех операционных систем или их семейств, используемых на целевой машине, необходимо написать свою программу компиляции. Есть ещё так называемые программы кросс-компиляции, которые позволяют на одной машине и одной операционной системе формировать коды, предназначенные для исполнения на другой целевой машине или другой операционной системе.

Помимо этого, программы компиляции можно оптимизировать для разных типов процессоров из единого семейства. К примеру, коды, сформированные компилятором для процессоров семействаi686, могут применять специфические для данных процессоров инструкции MMX, SSE, SSE2. Имеются также программы, решающие обратную задачу, а именно, они переводят программы с языка низкого уровня на язык высокого уровня. Такая процедура именуется декомпиляцией, а выполняющие её программы называются декомпиляторами.

Компилятор структурно состоит из набора логических компонентов. Лексический анализ осуществляется специальным анализатором, который распознаёт лексемы языка и выполняет их замену необходимыми кодами. Лексемой является элементарная единица, которая входит в структуру предложений языка. Это может быть ключевое слово, константа, имя и тому подобное.

Синтаксический анализатор требуется для выяснения удовлетворяют ли предложения, входящие в состав исходной программы, грамматическим правилам данного языка. Процесс синтаксического анализа можно представить, как формирование дерева грамматического разбора для преобразуемых предложений.

Семантический анализ выполняет контроль типов и видов каждого идентификатора и всех операндов.

Процесс оптимизации предполагает выполнение преобразования исходной программы в некоторый промежуточный формат записи. Оптимизацией промежуточного кода является выделение общих подвыражений и определение подвыражений, являющихся константами. Оптимизационная фаза служит для удаления избыточных элементов программы, вызывающих задержки по времени выполнения и увеличивающих объём занимаемой памяти. Эта фаза работы с программой может быть исключена из общего цикла программной обработки, если применяются иные критерии проектирования транслятора.

Компилятор

Интерпретатор

Читайте также: