Fordító

Fordító  - olyan program vagy technikai eszköz, amely a program fordítását végzi [1] [2] .

A program fordítása az egyik programozási nyelven  bemutatott program átalakítása egy másik nyelven írt programmá. A fordító általában hibadiagnosztikát is végez, azonosító szótárakat generál, kinyomtatja a programszöveget stb. [1]

Azt a nyelvet, amelyen a bemeneti program bemutatásra kerül, forrásnyelvnek , magát a programot pedig forráskódnak nevezzük . A kimeneti nyelvet célnyelvnek nevezzük .

Általános esetben a fordítás fogalma nem csak a programozási nyelvekre vonatkozik, hanem más nyelvekre is - mind a formális számítógépes nyelvekre (például HTML jelölőnyelvek ), mind a természetes nyelvekre ( orosz , angol stb. ) 3] [4] .

A fordítók típusai

Többféle fordító létezik [2] .

• Dialóg fordító – olyan fordító, amely lehetővé teszi a programozási nyelv használatát időmegosztásos módban .
• A szintaktikailag orientált ( szintaktikailag vezérelt ) fordító olyan fordító, amely bemenetként megkapja a nyelv szintaxisának és szemantikájának leírását , a leírt nyelvű szöveget, és a fordítást a megadott leírásnak megfelelően hajtja végre.
• Az egymenetes fordító olyan fordító, amely egyetlen szekvenciális olvasása során (egy menetben) átalakítja a forráskódot .
• A többmenetes fordító olyan fordító, amely a forráskódot többszöri (több menetben) leolvasás után átalakítja.
• Az optimalizáló fordító olyan fordító, amely optimalizálja a generált kódot. Lásd: optimalizáló fordító .
• A tesztfordító olyan fordító, amely bemenetként forráskódot kap , kimenetként pedig módosított forráskódot ad ki . A fő fordító előtt fut, hogy hibakeresési rutinokat adjon a forráskódhoz . Például egy assembly nyelvű fordító lecserélheti a makrókat kódra.
• A fordított fordító olyan fordító, amely bármilyen programozási nyelven a gépi kódot szöveggé alakítja . Lásd disassembler , decompiler .

Megvalósítások

A fordítás célja, hogy a szöveget egy nyelvről a címzett számára érthető nyelvre alakítsák át. Számítógépes program sugárzásakor a címzett lehet:

• eszköz - processzor (a fordítást fordításnak nevezik);
• a program egy tolmács (a fordítást interpretációnak nevezzük).

Adás típusai:

• összeállítás ;
  • végrehajtható kódba
    • gépi kódba
    • bájtkódolni
  • transzpiláció ;
• értelmezés ;
• dinamikus összeállítás .

Összeállítás

A processzor (eszköz, gép) nyelvét gépi nyelvnek, gépi kódnak nevezzük . A gépi nyelvi kódot a processzor hajtja végre. A gépi nyelv általában alacsony szintű nyelv , de vannak olyan processzorok, amelyek magas szintű nyelveket használnak (például iAPX-432 [5] ). Az ilyen processzorok azonban bonyolultságuk és magas költségük miatt nem terjedtek el.

A fordító  egyfajta fordító, amely a forráskódot programozási nyelvből gépi nyelvvé alakítja [6] .

Az összeállítási folyamat általában több lépésből áll:

• lexikális elemzés ;
• elemzés ;
• szemantikai elemzés ;
• az elemzések eredményei alapján köztes kód létrehozása;
• közbenső kódoptimalizálás ;
• objektumkód , jelen esetben gépi kód létrehozása .

A program használhatja az operációs rendszer és a harmadik féltől származó könyvtárak által biztosított szolgáltatásokat (például a fájlokkal való munkavégzésre szolgáló könyvtárakat és a grafikus felület létrehozására szolgáló könyvtárakat). A csatolás vagy csatolás azért történik , hogy más objektumfájlokból gépi kódot ( statikus könyvtárak kódja) és dinamikus könyvtárakra vonatkozó információkat adjon hozzá egy objektumfájlhoz . A linkelést vagy linkelést a linker vagy linker végzi . A linker lehet egy önálló program vagy egy fordítóprogram része . A linker létrehoz egy végrehajtható fájlt . A végrehajtható fájl (program) a következőképpen indul el:  

• a felhasználó kérésére az operációs rendszer kernelében egy „ folyamat ” objektum jön létre ;
• Az operációs rendszer programbetöltője a következőket teszi:
• beolvas egy futtatható fájlt ;
• betölti a memóriába ;
• dinamikus könyvtárakat tölt be a memóriába ;
• elvégzi a program gépi kódjának összekapcsolását dinamikus könyvtárakkal (dinamikus linkelés);
• átadja a vezérlést a programnak.

Összeállítás előnyei:

• a program egyszer összeállításra kerül;
• nem szükséges a fordító jelenléte azon az eszközön, amelyre a programot lefordították.

Összeállítás hátrányai:

• az összeállítás lassú folyamat;
• a forráskód módosításakor újrafordítás szükséges.

Az assembler  egy olyan fordító, amely a szöveget assembly nyelvről gépi nyelvre konvertálja . Az Assembly nyelv  a gépi nyelvhez közel álló, alacsony szintű nyelv .

Értelmezés

Az értelmezés a forráskód olvasásának és végrehajtásának folyamata . Tolmács programmal valósítva meg .

A tolmács kétféleképpen dolgozhat:

1. kód beolvasása és azonnali végrehajtása ( tiszta értelmezés [6] );
2. beolvassa a kódot, létrehozza a kód köztes reprezentációját a memóriában ( bytecode vagy p-code ), végrehajtja a kód köztes reprezentációját ( vegyes megvalósítás [6] ).

Az első esetben a fordítást nem, a második esetben pedig a forráskód köztes kódra történő fordítását alkalmazzák.

A tolmács szakaszai:

1. lexikális elemzés ;
2. elemzés ;
3. szemantikai elemzés ;
4. a kód köztes reprezentációjának létrehozása (nem tiszta interpretációval);
5. végrehajtás.

Az értelmező modellez egy gépet ( virtuális gép ), végrehajtja a gépi parancsok lekérési-végrehajtási ciklusát. A gépi parancsokat nem gépi nyelven írják, hanem magas szintű nyelven . Az értelmezőt virtuális gép nyelvi végrehajtójának nevezhetjük .

A tiszta értelmezést általában olyan egyszerű szerkezetű nyelvekre alkalmazzák, mint például a szkriptnyelvek , az APL és a Lisp .

Példák bájtkódot előállító interpretátorokra : Perl , PHP , Python , Erlang .

A tolmácsok előnyei a fordítókkal szemben:

• interaktív módban való munkavégzés képessége;
• nincs szükség a forráskód újrafordítására a változtatások elvégzése után és a kód másik platformra történő portolásakor .

A tolmácsok hátrányai a fordítókhoz képest:

• alacsony teljesítmény (a gépi kódot a processzor hajtja végre, az értelmezett kódot pedig az értelmező; magának az értelmezőnek a gépi kódját a processzor hajtja végre);
• tolmács szükségessége azon az eszközön, amelyen a programot tolmácsolni tervezik;
• szintaktikai hibák észlelése futás közben (a tiszta értelmezőkre vonatkozik).

Egy tiszta értelmező és egy bájtkódot generáló interpreter összehasonlítása :

• a tiszta tolmács könnyebben megvalósítható, mivel nem igényel fordítókódot;
• egy bájtkódot létrehozó értelmező optimalizálhatja azt, és jobb teljesítményt érhet el, mint a tiszta interpreter;
• a bájtkódot létrehozó értelmező több rendszererőforrást fogyaszt (a bájtkódra történő fordítás CPU-időt vesz igénybe; a bájtkód memóriaterületet foglal el ) .

Dinamikus összeállítás

Dinamikus vagy JIT fordítás - fordítás, amelyben a forrás- vagy köztes kódot közvetlenül futás közben, "on the fly" ( angol just in time , JIT ) gépi kóddá alakítják (lefordítják ). Minden kódrészletet csak egyszer fordítanak le; A lefordított kód gyorsítótárba kerül , és szükség szerint újrafelhasználható.  

A dinamikus fordítás előnyei a fordításhoz képest:

• a dinamikusan lefordított programok sebessége megközelíti a lefordított programok sebességét;
• nincs szükség a program újrafordítására egy másik platformra történő portoláskor .

A dinamikus fordítás hátrányai a fordításhoz és a tiszta interpretációhoz képest:

• a végrehajtás nagyobb bonyolultsága;
• nagyobb erőforrásigény.

A dinamikus fordítás kiválóan alkalmas webes alkalmazásokhoz .

A dinamikus fordítás megjelent és bizonyos mértékig támogatott a Java , .NET Framework , Perl , Python implementációiban .

A fordítás és a tolmácsolás zavara

A "fordítás" és az "értelmezés" fogalma eltérő. A fordítás során a programkód egyik nyelvről a másikra konvertálódik. Az értelmezés során a program lefut.

Mivel a fordítás célja általában a tolmácsolásra való felkészülés, ezeket a folyamatokat együtt tekintjük. Például a programozási nyelveket gyakran "összeállítottnak" vagy "értelmezettnek" jellemezik, attól függően, hogy a nyelvet túlnyomóan használják-e: fordítás vagy értelmezés. Ezen túlmenően szinte minden alacsony szintű és harmadik generációs nyelv , mint például az assembler , a C vagy a Modula-2 , le van fordítva, és a magasabb szintű nyelveket , például a Pythont vagy az SQL  -t értelmezik.

Másrészt a fordítási és tolmácsolási folyamatok áthatolnak: a tolmácsok fordíthatnak (beleértve a dinamikus fordítást is), a fordítók pedig tolmácsolást igényelhetnek a metaprogramozás megvalósításához (például makrók esetén assembly nyelven , feltételes fordítás C nyelven vagy sablonok esetén C ++ nyelven ) .

Sőt, ugyanaz a programozási nyelv fordítható és értelmezhető is, és mindkét esetben közös elemzési és felismerési szakaszoknak kell lenniük a forrásnyelv konstrukcióinak és direktíváinak. Ez vonatkozik mind a szoftveres, mind a hardveres megvalósításokra – például az x86 család processzoraira, a gépi nyelvi utasítások végrehajtása előtt dekódolja azokat, kiemelje az operandusmezőket a műveleti kódokban ( regiszterek , memóriacímek , konstansok jelzése ), bitmélység stb., valamint az In Pentiumban A NetBurst architektúrájú processzorok esetében ugyanazt a gépi kódot a belső gyorsítótárban történő tárolás előtt mikroműveletek sorozatává is lefordítják .

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 GOST 19781-83 // Számítástechnika. Terminológia: kézikönyv. 1. szám / Lektor Ph.D. tech. Tudományok Yu. P. Selivanov. - M . : Szabványok Kiadója, 1989. - 168 p. - 55.000 példány.  — ISBN 5-7050-0155-X .
2. ↑ 1 2 Pershikov V.I., Savinkov V.M. Informatikai magyarázó szótár / Lektorok: Ph.D. Fiz.-Matek. Sci. A. S. Markov és Dr. Phys.-Math. Tudományok I. V. Pottosin. - M. : Pénzügy és statisztika, 1991. - 543 p. — 50.000 példány.  - ISBN 5-279-00367-0 .
3. ↑ ST ISO 2382/7-77 // Számítástechnika. Terminológia. Rendelet. op.
4. ↑ Számítástechnikai rendszerek szótára = Dictionary of Computing / Szerk. V. Illingworth és mások: Per. angolról. A. K. Belotsky és mások; Szerk. E. K. Maszlovszkij. - M . : Mashinostroenie, 1990. - 560 p. - 70 000 (további) példány.  - ISBN 5-217-00617-X (Szovjetunió), ISBN 0-19-853913-4 (Egyesült Királyság).
5. ↑ Organik E. Az Intel 432 rendszer felépítése = A programozó nézete az Intel 432 rendszerről / Per. angolról. - M . : Mir, 1987. - S. 20, 31. - 446 p. - 59.000 példány.
6. ↑ 1 2 3 Robert W. Sebesta. 1.7. Megvalósítási módszerek // A programozási nyelvek alapfogalmai\u003d A programozási nyelvek fogalmai / Per. angolról. - 5. kiadás — M .: Williams , 2001. — S. 45-52. — 672 p. - 5000 példány.  — ISBN 5-8459-0192-8 (orosz), ISBN 0-201-75295-6 (angol).

Irodalom

• Kasyanov VN, Pottosin IV Módszerek a fordítók felépítéséhez. - Novoszibirszk: Nauka, 1986. - 344 p.

Szótárak és enciklopédiák	nagy kínai Nagy orosz Britannica (online)