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.
Однако интерпретаторы обычно более гибкие и позволяют выполнять код динамически. Это удобно для некоторых приложений, таких как скрипты. Интерпретатор — это программа, которая читает исходный код построчно и немедленно выполняет его. Компиляторы — это не единственный способ перевести исходный код в машинный. Эти компиляторы работают на одной платформе и создают код для другой.
Наиболее популярной разновидностью динамической компиляции является JIT. Другой разновидностью является инкрементальная компиляция[англ.]. По первой схеме строились самые первые компиляторы, — для современных компиляторов такая схема построения нехарактерна.
Что Такое Компиляция Простыми Словами?
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.
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.
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.
Как Работают Компиляторы
Еще одна задача компилятора — собрать все модули, например подключенные библиотеки, в единый файл. Нужно, чтобы исполняемый файл содержал в себе все необходимое для нормальной работы программы и полного выполнения инструкций. Компилятор получает на вход файл с кодом на каком-то языке программирования. Он преобразовывает конструкции языка в формат, понятный компьютеру, и возвращает файл, который тот сможет выполнить. Машинный код в конечном итоге является языком, пусть и очень простым.
- Еще есть интерпретаторы и байт-код, но там технологии совсем другие.
- Просто попробуйте не поставить точку с запятой в файле с C++ и убедитесь, что ничего хуже вы не видели.
- Здесь мы рассмотрим количество этапов, которые проходит компилятор.
- Он начинает работать как интерпретатор и выполняет команды по ходу чтения кода.
- Правильная оптимизация позволяет программе работать быстрее и эффективнее.
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.
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.
Что Такое Компилятор
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.
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.
История[править Править Код]
А при этом при всем компилятор — это всего лишь очередная, но важная компьютерная программа. И, в принципе, уверенный в себе программист способен написать собственный компилятор. Байт-код — «промежуточное звено» между подходами компиляции и интерпретации. Программа преобразуется в особый код, который запускается под специальной виртуальной машиной. Языков, которые работают так, относительно немного, самый известный и яркий пример — Java.
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. что такое компилятор 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.
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.
Классификация Компиляторов В Соответствии С Этапами Компиляции
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.
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 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.
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.
Преимущества Компилируемых Языков
Синтаксис языка при этом остается таким же, но есть особые ситуации, когда одна и та же строчка может выполняться по-разному в зависимости от компилятора. Понимание принципов работы компилятора позволяет программистам оптимизировать свой код, повышая производительность программ и улучшая качество создаваемого софта. Разбор работы этого инструмента — ключевой момент для любого специалиста в области информационных технологий. Когда синтаксис разобран и стало понятно, что делает программа, время ускорить работу кода. Компилятор ищет способы повысить скорость его выполнения или уменьшить количество занимаемой им памяти.
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.