Oversætter

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 24. oktober 2017; checks kræver 44 redigeringer .

Oversætter  - et program eller teknisk værktøj, der udfører oversættelsen af ​​programmet [1] [2] .

Oversættelse af et program  er transformationen af ​​et program præsenteret på et af programmeringssprogene til et program skrevet på et andet sprog. Oversætteren udfører normalt også fejldiagnostik, genererer ordbøger over identifikatorer, udskriver programteksten osv. [1]

Det sprog, som inputprogrammet præsenteres på, kaldes kildesproget , og selve programmet kaldes kildekoden . Outputsproget kaldes målsproget .

I det generelle tilfælde gælder begrebet oversættelse ikke kun for programmeringssprog, men også for andre sprog - både formelle computersprog (som HTML markup- sprog ) og naturlige sprog ( russisk , engelsk osv.) [ 3] [4] .

Typer af oversættere

Der findes flere typer oversættere [2] .

• Dialogoversætter - en oversætter, der giver brug af et programmeringssprog i tidsdelingstilstand .
• En syntaktisk orienteret ( syntaktisk styret ) oversætter er en oversætter, der som input modtager en beskrivelse af sprogets syntaks og semantik , tekst på det beskrevne sprog og udfører oversættelsen i overensstemmelse med den angivne beskrivelse.
• En one- pass oversætter er en oversætter, der transformerer kildekoden under dens enkelt sekventielle læsning (i én omgang).
• En multi -pass oversætter er en oversætter, der transformerer kildekoden, efter at den er blevet læst flere gange (i flere omgange).
• En optimerende oversætter er en oversætter, der optimerer den genererede kode. Se optimering af compiler .
• En testoversætter er en oversætter, der modtager kildekode som input og udsender ændret kildekode som output . Kører før hovedoversætteren for at tilføje fejlretningsrutiner til kildekoden . For eksempel kan en assembly- oversætter erstatte makroer med kode.
• En omvendt oversætter er en oversætter, der konverterer maskinkode til tekst i et hvilket som helst programmeringssprog . Se disassembler , decompiler .

Implementeringer

Formålet med oversættelse er at konvertere tekst fra ét sprog til et sprog, der er forståeligt for adressaten. Ved udsendelse af et computerprogram kan adressaten være:

• enhed - processor (oversættelse kaldes kompilering);
• programmet er en tolk (oversættelse kaldes fortolkning).

Udsendelsestyper:

• kompilering ;
  • ind i eksekverbar kode
    • ind i maskinkoden
    • til bytekode
  • transpilation ;
• fortolkning ;
• dynamisk kompilering .

Kompilering

Processorens sprog (enhed, maskine) kaldes maskinsprog, maskinkode . Maskinsprogkoden udføres af processoren. Normalt er maskinsprog et sprog på lavt niveau , men der er processorer, der bruger sprog på højt niveau (for eksempel iAPX-432 [5] ). Sådanne processorer har imidlertid ikke opnået distribution på grund af deres kompleksitet og høje omkostninger.

En compiler  er en slags oversætter, der konverterer kildekode fra et programmeringssprog til maskinsprog [6] .

Kompileringsprocessen består normalt af flere trin:

• leksikalsk analyse ;
• parsing ;
• semantisk analyse ;
• oprettelse af en mellemkode baseret på resultaterne af analyserne;
• mellemkodeoptimering ;
• oprettelse af objektkode , i dette tilfælde maskinkode .

Programmet kan bruge tjenester leveret af operativsystemet og tredjepartsbiblioteker (for eksempel biblioteker til at arbejde med filer og biblioteker til at skabe en grafisk grænseflade) . Linking eller linking udføres for at tilføje maskinkode fra andre objektfiler (kode for statiske biblioteker ) og information om dynamiske biblioteker til en objektfil . Linking eller linking udføres af linkeren eller linkeren . Linkeren kan være et selvstændigt program eller en del af en compiler . Linkeren opretter en eksekverbar . Den eksekverbare fil (program) startes som følger:  

• efter anmodning fra brugeren oprettes et objekt " proces " i kernen af ​​operativsystemet ;
• Operativsystemets programindlæser gør følgende:
• læser en eksekverbar fil ;
• indlæser det i hukommelsen ;
• indlæser dynamiske biblioteker i hukommelsen ;
• udfører sammenkædning af programmets maskinkode med dynamiske biblioteker (dynamisk sammenkædning);
• overfører kontrol til programmet.

Kompileringsfordele:

• programmet kompileres én gang;
• tilstedeværelsen af ​​en compiler på den enhed, som programmet er kompileret til, er ikke påkrævet.

Kompileringsulemper:

• kompilering er en langsom proces;
• når der foretages ændringer i kildekoden, kræves der rekompilering.

En assembler  er en compiler, der konverterer tekst fra assemblersprog til maskinsprog . Forsamlingssprog  er et sprog tæt på maskinsprog , et sprog på lavt niveau .

Fortolkning

Fortolkning er processen med at læse og udføre kildekode . Implementeret af et tolkeprogram .

Tolken kan arbejde på to måder:

1. læs kode og udfør den med det samme ( ren fortolkning [6] );
2. læs koden, opret en mellemrepræsentation af koden i hukommelsen ( bytecode eller p-code ), udfør den mellemliggende repræsentation af koden ( blandet implementering [6] ).

I det første tilfælde bruges oversættelse ikke, og i det andet tilfælde anvendes oversættelse af kildekoden til mellemkoden.

Stadier af tolken:

1. leksikalsk analyse ;
2. parsing ;
3. semantisk analyse ;
4. oprettelse af en mellemrepræsentation af koden (ikke udført med ren fortolkning);
5. udførelse.

Fortolkeren modellerer en maskine ( virtuel maskine ), implementerer en cyklus med hente-udførelse af maskinkommandoer. Maskinkommandoer er ikke skrevet i maskinsprog, men i et sprog på højt niveau . En fortolker kan kaldes en virtuel maskine sprog executor .

Ren fortolkning anvendes normalt på sprog med en enkel struktur, såsom scriptsprog , APL og Lisp .

Eksempler på tolke, der producerer bytekode : Perl , PHP , Python , Erlang .

Fordele ved tolke frem for compilere:

• evnen til at arbejde i interaktiv tilstand;
• ingen grund til at rekompilere kildekoden efter at have foretaget ændringer og ved portering af koden til en anden platform .

Ulemper ved tolke sammenlignet med compilere:

• lav ydeevne (maskinkoden udføres af processoren, og den tolkede kode udføres af tolken; selve tolkens maskinkode udføres af processoren);
• behovet for en tolk på den enhed, som programmet er planlagt til at blive tolket på;
• detektering af syntaksfejl ved runtime (relevant for rene fortolkere).

Sammenligning mellem en ren fortolker og en bytekode- genererende fortolker :

• en ren tolk er lettere at implementere, da det ikke kræver at skrive oversætterkode;
• en fortolker, der opretter bytekode , kan optimere den og opnå bedre ydeevne end en ren fortolker;
• tolken, der skaber bytekoden , bruger flere systemressourcer (oversættelse til bytekode tager CPU-tid; bytekode optager hukommelsesplads ).

Dynamisk kompilering

Dynamisk eller JIT-kompilering - oversættelse, hvor kilde- eller mellemkoden konverteres (kompileres) til maskinkode direkte ved kørsel, "on the fly" ( engelsk  just in time , JIT ). Hvert stykke kode kompileres kun én gang; kompileret kode cachelagres og genbruges efter behov.

Fordele ved dynamisk kompilering sammenlignet med kompilering:

• hastigheden af ​​dynamisk kompilerede programmer er tæt på hastigheden af ​​kompilerede programmer;
• ingen grund til at kompilere programmet igen, når du porterer til en anden platform .

Ulemper ved dynamisk kompilering sammenlignet med kompilering og ren fortolkning:

• større kompleksitet i implementeringen;
• større ressourcebehov.

Dynamisk kompilering er velegnet til webapplikationer .

Dynamisk kompilering dukkede op og understøttes til en vis grad i implementeringer af Java , .NET Framework , Perl , Python .

Forvirring af oversættelse og tolkning

Begreberne "oversættelse" og "fortolkning" er forskellige. Under oversættelsen konverteres programkoden fra et sprog til et andet. Under tolkning udføres programmet.

Da formålet med oversættelse normalt er at forberede fortolkning, betragtes disse processer under ét. For eksempel karakteriseres programmeringssprog ofte som "kompileret" eller "fortolket", afhængigt af om sproget bruges på en overvejende måde: kompilering eller fortolkning. Desuden er næsten alle lavniveau- og tredjegenerationssprog , såsom assembler , C eller Modula-2 , kompileret, og højere niveau-sprog , som Python eller SQL  , fortolkes.

På den anden side er der en gensidig gennemtrængning af oversættelses- og tolkningsprocesser: tolke kan kompilere (herunder dynamisk kompilering), og oversættere kan kræve tolkning for at implementere metaprogrammering (for eksempel for makroer i assemblersprog , betinget kompilering i C eller skabeloner i C++ ).

Desuden kan det samme programmeringssprog både oversættes og fortolkes, og i begge tilfælde skal der være fælles stadier af analyse og genkendelse af konstruktioner og direktiver for kildesproget. Dette gælder både software- og hardwareimplementeringer - for eksempel x86 - familieprocessorer , før de udfører maskinsprogsinstruktioner , afkoder dem, fremhæver operandfelter i opkoder (angiver registre , hukommelsesadresser , konstanter ), bitdybde osv., og i In Pentium processorer med NetBurst - arkitekturen oversættes den samme maskinkode yderligere til en sekvens af mikrooperationer, før den gemmes i den interne cache .

Noter

1. ↑ 1 2 GOST 19781-83 // Datalogi. Terminologi: Referencemanual. Nummer 1 / Anmelder Ph.D. tech. Videnskaber Yu. P. Selivanov. - M . : Forlag for standarder, 1989. - 168 s. - 55.000 eksemplarer.  — ISBN 5-7050-0155-X .
2. ↑ 1 2 Pershikov V.I., Savinkov V.M. Explanatory Dictionary of Informatics / Reviewers: Ph.D. Fysisk.-Matematik. Sci. A. S. Markov og Dr. Phys.-Math. Videnskaber I. V. Pottosin. - M. : Finans og statistik, 1991. - 543 s. — 50.000 eksemplarer.  - ISBN 5-279-00367-0 .
3. ↑ ST ISO 2382/7-77 // Datalogi. Terminologi. Dekret. op.
4. ↑ Dictionary of Computing Systems = Dictionary of Computing / Ed. V. Illingworth m.fl.: Pr. fra engelsk. A. K. Belotsky og andre; Ed. E. K. Maslovsky. - M . : Mashinostroenie, 1990. - 560 s. - 70.000 (yderligere) eksemplarer.  - ISBN 5-217-00617-X (USSR), ISBN 0-19-853913-4 (UK).
5. ↑ Organik E. Organisering af Intel 432-systemet = En programmørs syn på Intel 432-systemet / Pr. fra engelsk. - M . : Mir, 1987. - S. 20, 31. - 446 s. - 59.000 eksemplarer.
6. ↑ 1 2 3 Robert W. Sebesta. 1.7. Implementeringsmetoder // Grundlæggende begreber for programmeringssprog \u003d Begreber for programmeringssprog / Pr. fra engelsk. - 5. udg. — M .: Williams , 2001. — S. 45-52. — 672 s. - 5000 eksemplarer.  — ISBN 5-8459-0192-8 (russisk), ISBN 0-201-75295-6 (engelsk).

Litteratur

• Kasyanov VN, Pottosin IV Metoder til konstruktion af oversættere. - Novosibirsk: Nauka, 1986. - 344 s.

Ordbøger og encyklopædier	stor kinesisk Stor russer Britannica (online)