Структура компилятора. Типы транслирующих программ.

Каждый компьютер способен непосредственно выполнять ограниченный набор относительно простых команд. Любые более сложные действия представляются последовательностью таких команд. Для выполнения программы, написанной на языке высокого уровня, ее обычно переводят в последовательность команд машинного кода.

Исходная программа (написанная на каком-либо языке программирования) представляет собой последовательность символов, которая вводится в компьютер и преобразуется в форму, пригодную для непосредственного выполнения.

Компилятор является программой, которая способна воспринимать строку символов определенного вида (т.е. текст программы на исходном языке) и выдавать другую строку символов (программу на машинном языке). Компиляторам присущ ряд общих черт, что прощает процесс создания компилирующих программ. В состав любого компилятора входят три основных компонента:

-лексический анализатор (блок сканирования);

-синтаксический анализатор;

-генератор кода машинных команд.

На фазе лексического анализа исходный текст программы в виде цепочки несвязанных друг с другом символов разбивается на единицы, называемые лексемами. Такими текстовыми единицами являются ключевые слова, используемые в языке (например, IF,DO и др.), имена переменных, константы и знаки операций (например,* или +). Далее эти слова рассматриваются как неделимые образования, а не как группы отдельных символов. После разбиения программы на лексемы следует фаза синтаксического анализа, называемая грамматическим разбором, на которой проверяется правильность следования операторов. Например, для предложения IF, имеющего вид IF выражение THEN предложение; грамматический разбор состоит в том, чтобы убедиться, что вслед за лексемой IF следует правильное выражение, за этим выражением следует лексема THEN, за которой в свою очередь следует правильное предложение, оканчивающееся знаком ";". Последним выполняется процесс генерации кода, который использует результаты синтаксического анализа и создает программу на машинном языке, пригодную к выполнению. Хотя в состав любого компилятора входят все три описанных выше компонента, их взаимодействие может осуществляться разнообразными способами.

Блок сканирования считывает исходную программу и представляет ее в форме файла лексем. Синтаксический анализатор читает этот файл и выдает новое представление программы, например, в постфиксной форме. Наконец, этот файл считывается генератором кода, который создает объектный код программы. Компилятор такого вида называется трехпроходным (рис.1.1), так как программа считывается трижды (исходный текст программы, файл лексем и файл в постфиксной форме).

Для достижения высокой скорости компиляции применяется компилятор с однопроходной структурой (рис.1.2). На рисунке связи по управлению показаны сплошными линиями, передача данных – пунктиром.

В этом случае синтаксический анализатор выступает в роли основной управляющей программы, вызывая блок сканирования и генератор кода, организованные в виде подпрограмм. Синтаксический анализатор постоянно обращается к блоку сканирования, получая от него лексему за лексемой из просматриваемой программы, до тех пор, пока не построит новый элемент постфиксной записи, после чего он обращается к генератору кода, который создает объектный код для этого фрагмента программы.

Интерпретаторы реализуют принцип, альтернативный компилированию. Компиляторы и интерпретаторы имеют много общего. Интерпретатор, тоже вначале просматривает исходную программу и выделяет в ней лексемы. Для этого используются блоки сканирования и анализаторы, аналогичные тем, которые входят в состав компилирующих программ. Однако интерпретатор вместо построения объектного кода, способного выполнять те или иные операции, сам производит соответствующие действия.

Достоинства интерпретатора:

- относительная простота реализации;

- удобство отладки программ.

Достоинства компилятора:

- скорость выполнения;

- независимость выполняемого кода от системы программирования;

- возможность передавать программы заказчикам без исходных текстов.