Транслятор — программа или техническое средство, выполняющее трансляцию программы.
1) Диалоговый. Обеспечивает использование языка программирования в режиме разделения времени.
2) Синтаксически-ориентированный. Получает на вход описание синтаксиса и семантики языка и текст на описанном языке, который и транслируется в соответствии с заданным описанием.
3) Однопроходной. Формирует объектный модуль за один последовательный просмотр исходной программы.
4) Многопроходной. Формирует объектный модуль за несколько просмотров исходной программы.
5) Оптимизирующий. Выполняет оптимизацию кода в создаваемом объектном модуле.
6) Тестовый. Набор макрокоманд языка ассемблера, позволяющих задавать различные отладочные процедуры в программах, составленных на языке ассемблера.
7) Обратный. Для программы в машинном коде выдаёт эквивалентную программу на каком-либо языке программирования.
№13 PASCAL. Среда программирования. Алфавит, синтаксис. Понятие структуры программы.
Урок 1. Часть 5. Что такое транслятор, компилятор, интерпретатор и байт-код
PASCAL. Язык программирования общего назначения. Один из наиболее известных языков программирования, является базой для ряда других языков.
Среда программирования.
Паскаль популярен среди программистов по следующим причинам:
1) Прост для обучения.
2) Отражает фундаментальные идеи алгоритмов в легко воспринимаемой форме.
3) Позволяет четко реализовать идеи структурного программирования и структурной организации данных.
4) Использование простых и гибких структур управления: ветвлений, циклов.
5) Надежность разрабатываемых программ.
Паскаль — язык профессионального программирования, который назван в честь французского математика и философа Блеза Паскаля. Особенностями языка являются строгая типизация и наличие средств структурного программирования.
Наиболее известной реализацией Паскаля, обеспечившей широкое распространение и развитие языка, является TurboPascal фирмы Borland,
Алфавит, синтаксис.
Алфавит языка состоит из следующих символов:
1) Заглавные и строчные латинские буквы и символ подчеркивания:
2) Десять арабских цифр от 0 до 9:
Цифры используются для записи чисел и идентификаторов.
3) Двадцать два специальных символа:
Специальные символы используются для выражений, комментариев, а также как синтаксические разделители.
Паскаль, в его первоначальном виде, представляет собою чисто процедурный язык и включает в себя множество алголоподобных структур и конструкций с зарезервированными словами наподобие if, then, else, while, for, и т. д.
1) Служебные (зарезервированные) слова.
Это ограниченная группа слов, построенных из букв. Каждое служебное слово представляет собой неделимое образование, смысл которого фиксирован в языке. (if, then, else, while, for, ит.д.).
2) Идентификаторы (имена).
Идентификаторы вводятся для обозначения в программе переменных, констант, типов, меток, процедур и функций и формируются из букв и цифр, но может начинаться только с буквы (Index).
5. Трансляторы
3) Изображения. Эта группа лексем обозначает числа, символьные строки и некоторые другие значения.
4) Знаки операций формируются из одного или нескольких специальных символов и предназначены для задания действий по преобразованию данных и вычислению значений.
5) Разделители также формируются из специальных символов и в основном используются для повышения наглядности текстов программ (:;).
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.ru
Понятие транслятора
Основное достоинство языков высокого уровня – возможность описания программ решения задачи в удобной для восприятия человеком форме. Но так как каждое семейство ЭВМ имеет свой собственный, специфический внутренний (машинный) язык и может выполнять лишь те команды, которые записаны на этом языке, то для перевода исходных программ на машинный язык используются специальные программы – трансляторы.
Работа всех трансляторов строится по одному из двух принципов: интерпретация или компиляция.
Интерпретация подразумевает пооператорную трансляцию и последующее выполнение оттранслированного оператора исходной программы. В связи с этим можно отметить два недостатка метода интерпретации:
· интерпретирующая программа должна находиться в памяти ЭВМ в течение всего процесса выполнения исходной программы, т.е. занимать определенный объем памяти;
· процесс трансляции одного и того же оператора повторяется столько раз, сколько раз должна исполняться эта команда в программе, что резко снижает производительность работы программы.
Несмотря на указанные недостатки, трансляторы-интерпретаторы получили распространение, т.к. они поддерживают диалоговый режим, что особенно удобно при разработке и отладке исходной программы. Кроме того, интерпретаторы легче разрабатывать, они обходятся дешевле, чем компиляторы с того же языка.
В случае многократного решения задачи, когда быстродействие работы вычислительной системы имеет существенное значение, целесообразно использовать другой принцип – компиляцию.
При компиляции процессы трансляции и выполнения разделены во времени: сначала исходная программа полностью переводится на машинный язык (после чего наличие транслятора в оперативной памяти становиться ненужным), а затем оттранслированная программа может многократно исполняться.
Большая сложность в разработке компилятора по сравнению с интерпретатором с того самого языка объясняется тем, что компиляция программы включает два действия: анализ, т.е. определение правильности записи исходной программы в соответствии с правилами построения языковых конструкций входного языка, и синтез – генерирование эквивалентной программы в машинных кодах. Трансляция методом компиляции требует неоднократного «просмотра» транслируемой программы, т.е. трансляторы – компиляторы являются многопроходными: при первом проходе они проверяют корректность синтаксиса языковых конструкций отдельных операторов независимо друг от друга, при последующем проходе – корректность синтаксических взаимодействий между операторами.
Полученная в результате трансляции методом компиляции программа называется объектным модулем, который представляет собой эквивалентную программу в машинных кодах, но не «привязанную» к конкретным адресам оперативной памяти. Поэтому перед исполнением объектный модуль должен быть обработан специальной программой операционной системы (редактором связей) и преобразован в загрузочный модуль, т.е. программный модуль с относительными адресами.
Контрольные вопросы для самоподготовки студентов
1. Что такое язык программирования?
2. Что такое программа?
3. Объяснить понятие «язык программирования низкого уровня».
4. Объяснить понятие «язык программирования высокого уровня».
5. В чем заключается процедурный стиль программирования?
6. Объяснить сущность объектно-ориентированного программирования.
7. В каких областях используется логическое и функциональное программирование?
8. Что такое машинный язык?
9. Объяснить назначение транслятора.
10. Как работает транслятор-интерпретатор?
11. Как работает транслятор-компилятор?
Источник: studopedia.org
Трансляторы и интерпретаторы языков программирования
Конкретными исполнителями языков программирования являются трансляторы и интерпретаторы.
Транслятор представляет собой программу, на основе которой компьютер преобразует вводимые в него программы на машинный язык, поскольку он может выполнять программы, записанные только на языке его процессора, и алгоритмы, заданные на другом языке, должны быть перед их выполнением переведены на машинный язык.
Транслятор — программа или техническое средство, выполняющее трансляцию программы.
Трансляция программы — преобразование программы, представленной на одном из языков программирования, в программу на другом языке, эквивалентную по результатам выполнения первой. Транслятор обычно выполняет также диагностику ошибок, формирует словари идентификаторов, выдаёт для печати тексты программы и т.д.
Язык, на котором представлена входная программа, называется исходным языком, а сама программа — исходным кодом. Выходной язык называется целевым языком или объектным кодом. Цель трансляции — преобразовать текст с одного языка на другой, который понятен адресату текста. В случае программ-трансляторов, адресатом является техническое устройство (процессор) или программа-интерпретатор.
Трансляторы реализуются в виде компиляторов или интерпретаторов. С точки зрения выполнения работы компилятор и интерпретатор существенно различаются.
Язык процессоров (машинный код) является низкоуровневым. Транслятор, который преобразует программы в машинный язык, принимаемый и исполняемый непосредственно процессором, называется компилятором.
Компилятор (англ. compiler — составитель, собиратель) читает всю программу целиком, делает ее перевод и создает законченный вариант программы на машинном языке, который затем и выполняется. Результат работы компилятора — бинарный исполняемый файл.
Достоинство компилятора: программа компилируется один раз и при каждом выполнении не требуется дополнительных преобразований. Соответственно, не требуется наличие компилятора на целевой машине, для которой компилируется программа. Недостаток: отдельный этап компиляции замедляет написание и отладку и затрудняет исполнение небольших, несложных или разовых программ.
В случае, если исходный язык является языком ассемблера (низкоуровневым языком, близким к машинному языку), то компилятор такого языка называется ассемблером.
Другой метод реализации — когда программа исполняется с помощью интерпретатора вообще без трансляции.
Интерпретатор (англ. interpreter — истолкователь, устный переводчик) переводит и выполняет программу строка за строкой.
Интерпретатор программно моделирует машину, цикл выборки-исполнения которой работает с командами на языках высокого уровня, а не с машинными командами. Такое программное моделирование создаёт виртуальную машину, реализующую язык. Этот подход называется чистой интерпретацией. Чистая интерпретация применяется как правило для языков с простой структурой (например, АПЛ или Лисп). Интерпретаторы командной строки обрабатывают команды в скриптах в UNIX или в пакетных файлах (.bat) в MS-DOS также как правило в режиме чистой интерпретации.
Достоинство чистого интерпретатора: отсутствие промежуточных действий для трансляции упрощает реализацию интерпретатора и делает его удобнее в использовании, в том числе в диалоговом режиме. Недостаток — интерпретатор должен быть в наличии на целевой машине, где должна исполняться программа. Также, как правило, имеется более или менее значительный проигрыш в скорости. А свойство чистого интерпретатора, что ошибки в интерпретируемой программе обнаруживаются только при попытке выполнения команды (или строки) с ошибкой, можно признать как недостатком, так и достоинством.
Существуют компромиссные между компиляцией и чистой интерпретацией варианты реализации языков программирования, когда интерпретатор перед исполнением программы транслирует её на промежуточный язык (например, в байт-код или p-код), более удобный для интерпретации (то есть речь идёт об интерпретаторе со встроенным транслятором). Такой метод называется смешанной реализацией. Примером смешанной реализации языка может служить Perl. Этот подход сочетает как достоинства компилятора и интерпретатора (бо́льшая скорость исполнения и удобство использования), так и недостатки (для трансляции и хранения программы на промежуточном языке требуются дополнительные ресурсы; для исполнения программы на целевой машине должен быть представлен интерпретатор). Также, как и в случае компилятора, смешанная реализация требует, чтобы перед исполнением исходный код не содержал ошибок (лексических, синтаксических и семантических).
По мере увеличения ресурсов компьютеров и расширения гетерогенных сетей (в том числе Интернета), связывающих компьютеры разных типов и архитектур, выделился новый вид интерпретации, при котором исходный (или промежуточный) код компилируется в машинный код непосредственно во время исполнения, «на лету». Уже скомпилированные участки кода кэшируются, чтобы при повторном обращении к ним они сразу получали управление, без перекомпиляции. Этот подход получил название динамической компиляции.
Достоинством динамической компиляции является то, что скорость интерпретации программ становится сравнимой со скоростью исполнения программ в обычных компилируемых языках, при этом сама программа хранится и распространяется в единственном виде, независимом от целевых платформ. Недостатком является бо́льшая сложность реализации и бо́льшие требования к ресурсам, чем в случае простых компиляторов или чистых интерпретаторов.
Этот метод хорошо подходит для веб-приложений. Соответственно, динамическая компиляция появилась и поддерживается в той или иной мере в реализациях Java,.NET Framework, Perl, Python.
После того, как программа откомпилирована, ни исходный текст программы, ни компилятор более не нужны для исполнения программы. В то же время программа, обрабатываемая интерпретатором, должна заново переводиться на машинный язык при каждом очередном запуске программы. То есть исходный файл является непосредственно исполняемым.
Откомпилированные программы работают быстрее, но интерпретируемые проще исправлять и изменять.
Каждый конкретный язык ориентирован либо на компиляцию, либо на интерпретацию — в зависимости от того, для каких целей он создавался. Например, С++ обычно используется для решения довольно сложных задач, в которых важна скорость работы программ, поэтому данный язык реализуется с помощью компилятора.
Для достижения большей скорости работы программ на интерпретируемых языках программирования может использоваться трансляция в промежуточный байт-код. Языками, позволяющую данную хитрость являются Java, Python и некоторые другие языки программирования.
Алгоритм работы простого интерпретатора:
1. прочитать инструкцию;
2. проанализировать инструкцию и определить соответствующие действия;
3. выполнить соответствующие действия;
4. если не достигнуто условие завершения программы, прочитать следующую инструкцию и перейти к пункту 2
Источник: infopedia.su