Mi az a fordítóterv? Típusok, Építőeszközök, Példa

Mi az a fordító?

A fordító egy számítógépes program, amely segít a magas szintű nyelven írt forráskód alacsony szintű gépi nyelvvé alakításában. Lefordítja az egyik programozási nyelven írt kódot egy másik nyelvre anélkül, hogy megváltoztatná a kód jelentését. A fordító a végkódot is hatékonysá teszi, amely a végrehajtási időre és a memóriaterületre van optimalizálva.

A fordítási folyamat magában foglalja az alapvető fordítási mechanizmusokat és a hibaészlelést. A fordítói folyamat lexikai, szintaktikai és szemantikai elemzésen megy keresztül az előtérben, valamint kódgeneráláson és optimalizáláson a háttérben.

A fordítók jellemzői

• helyessége
• Az összeállítás sebessége
• Őrizze meg a kód helyes jelentését
• A célkód sebessége
• A legális és illegális programkonstrukciók felismerése
• Jó hibajelentés/kezelés
• Segítség a kódhibakereséshez

A fordítóprogramok típusai

Az alábbiakban felsoroljuk a különböző típusú fordítóprogramokat:

• Egymenetes fordítók
• Két Pass fordító
• Multipass fordítók

Egymenetes fordító

Az egymenetes fordítói forráskód közvetlenül gépi kóddá alakul. Például Pascal nyelv.

Két lépéses fordító

A kétmenetes fordítóprogram két részre oszlik, ti.

1. Előlap: A jogi kódot az Intermediate Representation-ba (IR) képezi le.
2. Hátsó vég: Az IR-t leképezi a célgépre

A kétmenetes fordítómódszer az újracélzási folyamatot is leegyszerűsíti. Több előlapot is lehetővé tesz.

Multipass fordítók

A többlépéses fordító többször feldolgozza egy program forráskódját vagy szintaktikai fáját. Egy nagy programot több kis programra osztott, és feldolgozta azokat. Több köztes kódot fejleszt. Mindezek a többszörös átmenetek az előző fázis kimenetét veszik bemenetként. Így kevesebb memóriát igényel. „Wide Compiler” néven is ismert.

A fordító feladatai

A fordító által végzett főbb feladatok a következők:

• A forrásprogramot darabokra bontja, és nyelvtani szerkezetet ír rájuk
• Lehetővé teszi a kívánt célprogram összeállítását a közbenső ábrázolásból, valamint a szimbólumtábla létrehozását
• Lefordítja a forráskódot, és észleli a benne lévő hibákat
• Az összes változó és kód tárolásának kezelése.
• Külön összeállítás támogatása
• Olvassa el, elemezze a teljes programot, és fordítsa le szemantikailag egyenértékűre
• A forráskód lefordítása objektumkódba a gép típusától függően

A fordító története

A Compiler történetének fontos mérföldköve a következő:

• A „fordító” szót először az 1950-es évek elején Grace Murray Hopper használta.
• Az első fordítót John Backum és csoportja készítette 1954 és 1957 között. IBM.
• COBOL volt az első programozási nyelv amelyet 1960-ban több platformon is összeállítottak
• A szkennelési és elemzési problémák tanulmányozását az 1960-as és 1970-es években folytatták a teljes megoldás érdekében.

A nyelvfeldolgozó rendszerek lépései

Mielőtt megismerné a fordítók fogalmát, először is meg kell értenie néhány egyéb, a fordítókkal működő eszközt.

• Előfeldolgozó: Az előfeldolgozót a fordító részének tekintjük. Ez egy olyan eszköz, amely bemenetet állít elő a Compiler számára. Makrófeldolgozással, kiegészítéssel, nyelvkiterjesztéssel stb. foglalkozik.

• Tolmács: A tolmács olyan, mint a fordító, amely a magas szintű nyelvet alacsony szintű gépi nyelvre fordítja. A fő különbség a kettő között az, hogy az értelmező soronként olvassa és alakítja át a kódot. A fordító egyszerre olvassa be a teljes kódot, és létrehozza a gépi kódot.

• Assembler: Az assembly nyelvi kódot gépileg érthető nyelvre fordítja. Az assembler kimeneti eredménye egy objektumfájl, amely gépi utasítások, valamint ezen utasítások memóriában tárolásához szükséges adatok kombinációja.

• Linker: A linker segít különböző objektumfájlok összekapcsolásában és egyesítésében végrehajtható fájl létrehozásához. Lehetséges, hogy ezeket a fájlokat külön összeszerelőkkel fordították le. A linker fő feladata az, hogy egy programban megkeresse a hívott modulokat, és megkeresse azt a memóriahelyet, ahol az összes modul tárolva van.

• loader: A betöltő az operációs rendszer része, amely végrehajtja a futtatható fájlok memóriába való betöltését és futtatását. Kiszámolja a program méretét is, amely további memóriaterületet hoz létre.

• Keresztfordító: A fordítótervezésben a keresztfordító egy olyan platform, amely segít futtatható kód létrehozásában.

• Forrásról forrásra fordító: A forrásról forrásra fordító egy kifejezés, amelyet akkor használnak, ha egy programozási nyelv forráskódját egy másik nyelv forráskódjára fordítják.

Fordító építési eszközök

A fordítókészítő eszközöket a számítógéppel kapcsolatos technológiák világszerte elterjedésével vezették be. Fordító-fordítóként, fordító-generátorként vagy fordítóként is ismertek.

Ezek az eszközök meghatározott nyelvet vagy algoritmust használnak a fordító összetevőjének megadásához és megvalósításához. Az alábbiakban a fordító-építő eszközök példáját mutatjuk be.

• Szkenner generátorok: Ez az eszköz reguláris kifejezéseket használ bemenetként. Például LEX Unixhoz Operating rendszer.
• Szintaxis-vezérelt fordítómotorok: Ezek szoftverek felajánl egy köztes kódot az elemző fa használatával. Célja, hogy egy vagy több fordítást társítson az elemzési fa minden csomópontjához.
• Elemző generátorok: Az elemző generátor egy nyelvtant használ bemenetként, és automatikusan generál forráskódot, amely egy nyelvtan segítségével képes elemezni a karakterfolyamokat.
• Automatikus kódgenerátorok: Köztes kódot vesz és gépi nyelvvé alakítja át.
• Adatfolyam-motorok: Ez az eszköz hasznos a kódoptimalizáláshoz. Itt a felhasználó szolgáltatja az információkat, és a közbülső kódot összehasonlítja bármilyen kapcsolat elemzéséhez. Adatfolyam-elemzésnek is nevezik. Segít megtudni, hogyan kerülnek át az értékek a program egyik részéből a másikba.

Miért érdemes fordítóprogramot használni?

• A fordító a teljes programot ellenőrzi, így nincsenek szintaktikai vagy szemantikai hibák.
• A végrehajtható fájlt a fordító optimalizálja, így gyorsabban fut.
• Lehetővé teszi belső struktúra létrehozását a memóriában.
• Nem szükséges ugyanazon a gépen futtatni a programot, amelyen az készült.
• A teljes program fordítása más nyelvre.
• Fájlokat generál a lemezen.
• Kapcsolja össze a fájlokat futtatható formátumba.
• Ellenőrizze a szintaktikai hibákat és az adattípusokat.
• Segít javítani a nyelvi szemantika megértését.
• Segít a nyelvi teljesítménnyel kapcsolatos problémák kezelésében.
• Lehetőség egy nem triviális programozási projektre.
• A fordító felépítéséhez használt technikák más célokra is hasznosak lehetnek.

Fordítóprogramok alkalmazása

• A fordítótervezés segíti a magas szintű programozási nyelvek teljes megvalósítását.
• Támogatja a számítógép optimalizálását Architecture Párhuzamosság.
• Gépek új memóriahierarchiájának tervezése.
• Széles körben használják programok fordítására.
• Más szoftvertermelékenységi eszközökkel együtt használva.

Összegzésként

• A fordító egy számítógépes program, amely segít a magas szintű nyelven írt forráskód alacsony szintű gépi nyelvvé alakításában.
• A fordítóprogram tervezésének néhány fontos jellemzője a helyesség, a fordítás gyorsasága, a kód helyes jelentésének megőrzése.
• A fordítók három részre oszthatók: 1) Egymenetes fordítók, 2) Kétlépéses fordítók és 3) Többlépéses fordítók.
• A „fordító” szót először Grace Murray Hopper használta az 1950-es évek elején.
• A nyelvfeldolgozó rendszer lépései a következők: előfeldolgozó, tolmács, összeállító, linker/betöltő.
• Fontos fordítókészítő eszközök: 1) szkenner generátorok, 2) szintaxis-3) irányított fordítómotorok, 4) elemző generátorok, 5) automatikus kódgenerátorok.
• A fordító fő feladata a teljes program ellenőrzése, így nincs szintaktikai vagy szemantikai hiba.