计算机科学

首页 > 计算机科学

编译器

2018-08-31 09:33:16     所属分类:程序设计工具

编译器compiler),是一种计算机程序,它会将用某种编程语言写成的源代码(原始语言),转换成另一种编程语言(目标语言)。

它主要的目的是将便于人编写、阅读、维护的高级计算机语言所写作的源代码程序,翻译为计算机能解读、运行的低阶机器语言的程序,也就是可执行文件。编译器将原始程序(source program)作为输入,翻译产生使用目标语言(target language)的等价程序。源代码一般为高阶语言(High-level language),如Pascal、C、C++、C# 、Java等,而目标语言则是汇编语言或目标机器的目标代码(Object code),有时也称作机器代码(Machine code)。

一个现代编译器的主要工作流程如下:

源代码(source code)→ 预处理器(preprocessor)→ 编译器(compiler)→ 汇编程序(assembler)→ 目标代码(object code)→ 链接器(Linker)→ 可执行文件(executables), 最后打包好的文件就可以给计算机去判读运行了。

目录

  • 1 历史
    • 1.1 教学用的编译器
  • 2 编译器输出
  • 3 参考文献
  • 4 参见

历史

早期的计算机软件都是用汇编语言直接编写的,这种状况持续了数年。当人们发现为不同类型的CPU编写可重用软件的开销要明显高于编写编译器时,人们发明了高级编程语言。由于早期的计算机的内存很少,当大家实现编译器时,遇到了许多技术难题。

大约在20世纪50年代末期,与机器无关的编程语言被首次提出。随后,人们开发了几种实验性质的编译器。第一个编译器是由美国女性计算机科学家葛丽丝·霍普(Grace Murray Hopper)于1952年为A-0系统编写的。但是1957年由任职于IBM的美国计算机科学家约翰·巴科斯(John Warner Backus)领导的FORTRAN则是第一个被实现出具备完整功能的编译器。1960年,COBOL成为一种较早的能在多种架构下被编译的语言。

高级语言在许多领域流行起来。由于新的编程语言支持的功能越来越多,计算机的架构越来越复杂,这使得编译器也越来越复杂。

早期的编译器是用汇编语言编写的。首个能编译自己源程序的编译器是在1962年由麻省理工学院的Hart和Levin制作的。从20世纪70年代起,实现能编译自己源程序的编译器变得越来越可行,不过还是用Pascal和C语言来实现编译器更加流行。制作某种语言的第一个能编译器,要么需要用其它语言来编写,要么就像Hart和Levin制作Lisp编译器那样,用解释器来运行编译器。

教学用的编译器

编译器的构造与优化是计算机专业的大学课程,[1]课程名称一般为“编译原理”或“编译器”。通常在课程中包含了如何实现一种教学用程序语言的编译器。一个著名的例子是20世纪70年代,瑞士计算机科学家尼克劳斯·维尔特(Niklaus Emil Wirth)用于讲解编译器的构造时使用的PL/0英语PL/0编译器。尽管它很简单,PL/0编译器介绍了这个领域的几个有影响的概念:

  1. 逐步求精的程序开发(也是 1971年 Wirth 的论文的标题)[2]
  2. 使用递归下降解析器
  3. 使用EBNF指定语言的语法。
  4. 代码生成器产生便携P-code
  5. 在自举问题的正式描述中使用T-diagram。

编译器输出

编译器的一种分类方式是按照生成代码所运行的系统平台划分,这个平台称为目标平台。

有一些编译器输出的代码,将运行于与编译器所在相同类型的计算机和操作系统之上,这种编译器叫做本地编译器。输出可以运行于不同的平台之上的编译器,叫做交叉编译器。由于嵌入式系统通常没有软件开发环境,因此,为这类系统开发软件时,通常需要使用交叉编译器。

编译器所输出于虚拟机上运行之代码,编译器和编译器输出的运行平台有可能相同,也有可能不同。因此,对于这类编译器,不去区分它是本地编译器还是交叉编译器。

参考文献

  1. ^ Chakraborty, P., Saxena, P. C., Katti, C. P., Pahwa, G., Taneja, S. A new practicum in compiler construction. Computer Applications in Engineering Education, In Press. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cae.20566/pdf
  2. ^ The ACM Digital Library. (原始内容存档于2007-07-17). 

参见

  • 链接器
  • 直译器

上一篇:CMake
下一篇:翻译记忆
相关推荐