В этом разделе рассмотрим базовые принципы действия компиляторов, которые играют важную роль в преобразовании исходного кода программы в машинный код. Основные принципы работы компиляторов помогают понять механизмы, лежащие в основе этого процесса. Он начинает работать как интерпретатор и выполняет команды по ходу чтения кода.
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. Байт-код — «промежуточное звено» между подходами компиляции компилятор это 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. От транслятора зависит не только опыт программиста, но и опыт пользователя.
Компилятор принимает исходный текст программы и делает его более доступным для понимания компьютера. На первом этапе компилятор анализирует текст программы, https://deveducation.com/ разбивая его на отдельные строки и выделяя ключевые команды. Затем он переводит эти команды в набор инструкций, понятных центральному процессору компьютера.
Что Такое Компилятор
Компилятор — это программа, которая переводит исходный код на языке программирования в машинный код. Если этого не сделать, компьютер не поймёт, как выполнить инструкции разработчика. Поэтому мы отдаём компилятору строки кода, а он сравнивает их со своим словарём, учитывает контекст и выдаёт набор из нулей и единиц.
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. 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. Среди популярных сегодня языков компилируемыми являются Swift и Go, а также C / C++ и Objective-C.
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. Но когда вы пишете код, то можете запустить его, не компилируя. Вы построчно видите выполнение кода в консоли и работаете с ошибками «на лету». Это работа интерпретатора — другого вида трансляции в машинный код. Интерпретируется или компилируется программа — зависит от того, на каком языке программирования она написана.
Если компилятор непосредственно генерирует машинный код из исходного кода, то каждая машина нуждается в полной компиляции от фронта к бэку. Иногда компилятор определяет код, который при выполнении дает неправильный результат. Но преобразовать такую программу в машинный код все-таки можно. В этом случае компилятор показывает пользователю предупреждение.
- Знакомимся с программой, которая умеет создавать другие программы для того, чтобы создавать ещё больше программ.
- В «.ехе»-файлах вы увидите непонятный набор символов, но пока еще не двоичный код.
- Компьютер видит слово print и воспринимает его ровно так же, как вы воспринимаете слова из любого неизвестного вам языка.
- Цифры на перфокарте записывались поочередно, в несколько строк.
- Компилятор на С++ написан на C, а для JavaScript — на C++.
- В таком формате компьютеру уже удобно читать инструкции и выполнять их.
Как правило, это язык уровнем ниже, чем тот, с каким работает программа. К примеру, компилирующая программа для Javascript составлена на языке C++, средство, трансформирующая C++ – на С, а для перевода C используется средство на ассемблере. Программа, производящая обратную компиляцию — перевод двоичного кода на язык программирования высокого уровня.
Компиляции и сборка программы не менее важный процесс, чем написание самой программы. Еще одна популярная система сборки проектов — утилита CMake, которая работает поверх Make. Она отличается своей кроссплатформенностью и позволяет делать сборки под различные операционные системы. Если бы в вашей программе было бы три файла .cpp, компилятор сгенерировал бы три объектных файла. Компилятор при анализе синтаксиса может решить, что в этом предложении нет синтаксических ошибок, потому что маркеры (слова) расположены в правильном порядке. KEYWORD, BRACKET, IDENTIFIER, OPERATOR, NUMBER на приведенной выше диаграмме — это и есть маркеры.
Это инструменты, которые конвертируют программы, написанные на высокоуровневых языках, в код, который понимает процессор устройства. Итоговый машинный код, сгенерированный генератором кода, может быть выполнен на целевой машине. Именно так высокоуровневый исходный код, который мы пишем в нашем любимом редакторе кода, преобразуется в формат, который можно запустить на любой целевой машине. Здесь мы рассмотрим количество этапов, которые проходит компилятор. Ни один компилируемый язык программирования не обходится без компилятора. Некоторые компиляторы работают с несколькими языками программирования.
Компилятор
Умеют переводить код на языке программирования в машинный. Именно о них мы преимущественно и говорили в этой статье. 👉 Подождите, раз компилятор переводит исходный код в машинный, а сам он является программой, то на каком языке тогда он написан?
Создание готовых к запуску исполняемых файлов на основе программного текста. Статический анализ кода для определения потенциальных уязвимостей программы. Оптимизация программного текста, в рамках которой уменьшается объем используемой памяти, увеличивается скорость выполнения. Если скомпилировать программу для Windows, то её никак нельзя будет запустить на macOS. Поэтому придётся дополнительно брать другой компилятор и начинать процесс заново — или использовать кросс-компиляторы.
Генерация Кода
Компилирующие программы делятся на традиционные, а также транспилеры, кросс-компиляторы и декомпиляторы. Языком для составления компилирующего ПО обычно служит язык более низкоуровневый, чем трансформируемый программный текст. Для увеличения производительности используется следующая система компилирующих программ, дающая самокомпилируемый компилятор. Первый написан на ассемблере и компилирует результат второго, который написан на сложном языке. Второй компилятор переводится в машинную форму и трансформирует собственные исходники. Итог схемы — более производительная версия второго компилятора.
При этом для их работы мы пишем тексты на английском (ну или русском, если мы говорим про 1С) языке. Рассказываем, как наши изощренные языковые инструкции превращаются в примитивный двоичный код, при этом абсолютно не теряя смысла. Выбор между компиляцией, интерпретацией и трансляцией зависит от требований проекта, желаемой производительности, уровня абстракции и других факторов. Некоторые языки программирования и среды разработки могут использовать гибридные подходы, сочетая преимущества различных методов. Программы, которые преобразуют исходный код из одного языка программирования в код другого.
Системы Сборки
Начинающие программисты даже не знают о наличии компилятора на компьютере. Они пишут программы в интегрированной среде разработки, в которую встроен компилятор, а иногда и не один. В этом случае, выбор компилятора делает среда, а не программист. Например, MS Visual Studio поддерживает компиляторы для операционных систем Windows, Linux, Android.
Как Устроены И Работают Компиляторы
Да, после может следовать машинно-зависимая оптимизация кода. Но мы можем рассматривать и то, и другое вместе как генерацию кода. На этом этапе компилятор генерирует машинно-зависимый код. Генератор кода должен иметь представление о среде выполнения целевой машины и ее наборе команд. Компилятор еще раз проверяет команды, находит ошибки и старается улучшить код.
Каждый язык программирования, который вы знаете, — это способ передать команды компьютеру с помощью текстового описания. Язык программирования создан для людей, чтобы им проще было разбираться, что происходит в программе. Процессор компьютера не воспринимает текст, соответственно, он не воспринимает языки программирования. Поэтому, если задать ему команду в виде текста, он не сможет ее обработать. Процессор компьютера воспринимает только машинный код.
После запуска программы компилятору нужно определить, какие команды в ней записаны. Сначала компилятор разделяет программу на слова и знаки — токены, и записывает их в список. Компилируемые языки программирования имеют свои преимущества и недостатки, которые зависят от контекста использования и требований конкретного проекта.
Задача компилятора — перевести исходный код с одного языка на другой. Для выполнения этого процесса у компилятора есть несколько взаимосвязанных компонентов. Часто компиляторы используют промежуточный формат, такой как байт-код, который представляет собой промежуточное представление между исходным кодом и исполняемым кодом. Это позволяет улучшить переносимость программы между различными платформами, так как байт-код может быть интерпретирован виртуальной машиной на любом устройстве, поддерживающем этот формат.
