5.2.4. Программирование (реализация)
5.2.4.1. Трансляторы
Диван был транслятором. Он создавал вокруг себя поле, преобразующее, говоря просто, реальность действительную в реальность сказочную. Аркадий и Борис Стругацкие. "Понедельник начинается в субботу"
Транслятор - программный инструмент, предназначенный для перевода (трансляции) программ с одного формального языка на другой. Существует несколько основных видов трансляторов:
компиляторы;
декомпиляторы;
интерпретаторы.
Общая схема трансляторов, компонентов трансляторов и связанных с ними инструментов представлена на рис. 5.2, где сплошная линия означает обязательную связь между компонентами, а пунктирная - возможность включения одного компонента в другой. Подчеркнем, что многие компоненты могут являться общими для различных видов трансляторов и инструментов.
Обратим внимание на то, что многие другие программные инструменты могут рассматриваться как языковые трансляторы, например:
текстовые редакторы (транслируют текст и специфические команды форматирования в некоторый образ);
процессоры запросов (транслируют высокоуровневый язык запросов в реляционный язык (например, SQL));
программы доказательства теорем (преобразуют спецификацию теоремы в некоторый метаязык).
5.2.4.2. Компиляторы
Компиляторы в некотором смысле подобны зубным врачам: они требуются каждому программисту, но общение с ними редко приносит полное удовольствие. Майк Балл
На рис. 5.3 представлены основные информационные связи и потоки компилятора. Исходная программа преобразуется компонентами компилятора в ряд промежуточных представлений и, в конечном итоге, в программу на языке назначения. В течение этих преобразований компоненты работают с общими символьными таблицами и при необходимости обращаются к обработчику ошибок.
Далее мы расскажем об основных программах, входящих в состав компилятора. В сети Интернет подробный обзор таких программ можно найти на сайте Compiler Construction Tools (http://catalog.compilertools.net/).
Драйвер (диспетчер, монитор) - это программа, последовательно вызывающая все остальные компоненты компилятора.
Препроцессор - программа, которая выполняет модификацию данных с целью их подготовки для ввода в другую программу. Модификация может заключаться в простом переформатировании или применении макрорасширений.
Анализатор - компонент компилятора, осуществляющий последовательно:
лексический анализ, на котором входная программа, представляющая собой поток символов, разбивается на лексемы - конструкции (слова) языка;
синтаксический анализ, в процессе которого происходит разбор структуры программы;
контекстный анализ, во время которого выявляются зависимости между частями программы, включая анализ типов, областей видимости, соответствие параметров и т. п.
Оптимизатор - компонент, выполняющий преобразования программы (как правило, на основе промежуточного представления) с целью улучшения ее характеристик (оптимизации) по одному или ряду параметров. Как правило, оптимизацию проводят по времени исполнения с целью получения более эффективной программы или по пространству - месту, которое файл с откомпилированной программой будет занимать. На рис. 5.4 представлено три основных подхода к оптимизации.
Кодогенератор - компонент, завершающий компиляцию и порождающий на основании промежуточного представления программы либо ассемблер, либо объектный код.