O Que É Compilação No Mundo Da Programação?

O que é compilação? Os tipos, as ferramentas de construção e exemplos serão esmiuçados neste artigo.

Um compilador é um programa de computador que ajuda a transformar o código-fonte escrito numa linguagem de alto nível em linguagem de máquina de baixo nível.

Desse modo, ele traduz o código escrito em uma linguagem de programação para alguma outra linguagem sem alterar o significado do código.

O compilador também torna o código final eficiente, que é otimizado para tempo de execução e espaço de memória.

O processo de compilação inclui mecanismos básicos de tradução além de detecção de erros.

Bem como, passa por análise lexical, sintaxe e semântica no front-end e geração e otimização de código no back-end.

O que é compilação?

Neste artigo você verá:

• O que é um compilador;
• Características dos compiladores;
• Tipos de compilador;
• Tarefas do compilador;
• História do compilador;
• Etapas para sistemas de processamento de linguagem;
• Ferramentas de construção de compiladores;
• Por que usar um compilador;
• Aplicação de compiladores.

Características dos compiladores

• Exatidão;
• Velocidade de compilação;
• Preserva o significado correto do código;
• Mantém a velocidade do código alvo;
• Reconhece construções de programa legais e ilegais;
• Bom relatório / tratamento de erros;
• Ajuda para depuração de código.

Tipos de compilador

A seguir você verá os diferentes tipos de compilador:

• De passe único;
• Com dois passes;
• Compiladores Multipass.

Compilador de passagem única

Compilador de duas passagens é dividido em duas seções:

1. Front end: mapeia o código legal em representação intermediária (RI);
2. Back end: mapeia o IR na máquina de destino.

O método do compilador Two pass também simplifica o processo de redirecionamento. Ele também permite várias front ends.

Multipass

O compilador multipass processa o código-fonte ou a árvore de sintaxe de um programa várias vezes.

Divide um grande programa em vários pequenos programas e os processa. Depois desenvolve vários códigos intermediários.

Todos esses multipass recebem a saída da fase anterior como uma entrada. Portanto, requer menos memória. Também é conhecido como Wide Compiler.

Tarefas do compilador

As principais tarefas realizadas pelo compilador são:

• Dividir o programa de origem em partes e impor uma estrutura gramatical a elas;
• Permitir construir o programa alvo desejado a partir da representação intermediária além de criar a tabela de símbolos;
• Compilar o código-fonte enquanto detecta erros nele;
• Gerenciar o armazenamento de todas as variáveis ​​e códigos;
• Dar suporte para compilação separada;
• Ler, analisar todo o programa e traduzir para um equivalente semanticamente;
• Traduzir o código-fonte em código-objeto, dependendo do tipo de máquina.

História do Compilador

Marcos importantes na história do compilador:

• A palavra “compilador” foi usada pela primeira vez no início dos anos 1950 por Grace Murray Hopper;
• O primeiro compilador foi construído por John Backum e seu grupo entre 1954 e 1957 na IBM;
• COBOL foi a primeira linguagem de programação compilada em várias plataformas em 1960;
• O estudo dos problemas de digitalização e análise foi realizado nas décadas de 1960 e 1970 para fornecer uma solução completa.

Etapas para sistemas de processamento de linguagem

Após conhecer o conceito de compiladores, você precisa entender algumas outras ferramentas que funcionam com compiladores.

Etapas para sistemas de processamento de linguagem:

Processador:
É considerado parte do compilador, ou seja, é uma ferramenta que produz dados para o compilador. Ele lida com processamento de macro, aumento, extensão de linguagem, etc.

Intérprete:
É como o Compilador que traduz a linguagem de alto nível em linguagem de máquina de baixo nível.

A diferença entre os dois é que o interpretador lê e transforma o código linha por linha enquanto o compilador lê todo o código de uma vez e cria o código de máquina.

Assembler:
Traduz o código da linguagem assembly em linguagem compreensível por máquina.

O resultado de saída do assembler é conhecido como um arquivo de objeto que é uma combinação entre instruções de máquina e os dados necessários para armazenar essas instruções na memória.

Vinculador:
Ajuda a vincular e mesclar vários arquivos de objeto para criar um arquivo executável.

Todos esses arquivos podem ter sido compilados com montadores separados.

A principal tarefa de um vinculador é pesquisar os módulos chamados em um programa e descobrir a localização da memória onde todos os módulos estão armazenados.

Carregador:
É uma parte do sistema operacional que realiza as tarefas de carregar arquivos executáveis ​​na memória e executá-los.

Ele também calcula o tamanho de um programa que cria espaço de memória adicional.

Compilador cruzado:
No design de compilador é uma plataforma que ajuda a gerar código executável.

Compilador de fonte para fonte:
É um termo usado quando o código-fonte de uma linguagem de programação é traduzido para a fonte de outra linguagem.

Ferramentas de construção de compiladores

Essas ferramentas foram introduzidas como tecnologias relacionadas a computadores e espalhadas por todo o mundo.

Elas também são conhecidas como compiladores-compiladores, compiladores-geradores ou tradutor.

Elas usam uma linguagem ou algoritmo próprios para especificar e implementar o componente do compilador.

A seguir estão os exemplos de ferramentas de construção de compiladores.

Geradores de scanner:
Usa expressões regulares como entrada, por exemplo, LEX para sistema operacional Unix.

Mecanismos de tradução direcionados à sintaxe:
Essas ferramentas de software oferecem um código intermediário usando a árvore de análise.

Ele tem o objetivo de associar uma ou mais traduções a cada nó da árvore de análise.

Geradores de analisador:
Recebe uma gramática como entrada e gera automaticamente o código-fonte que pode analisar fluxos de caracteres com a ajuda de uma gramática.

De códigos automáticos:
Pegam o código intermediário e os converte em linguagem de máquina.

Mecanismos de fluxo de dados:
Esta ferramenta é útil para otimização de código.

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Aqui, as informações são fornecidas pelo usuário e o código intermediário é comparado para analisar qualquer relação.

Também é conhecido como análise de fluxo de dados. Ajuda a descobrir como os valores são transmitidos de uma parte do programa para outra.

Por que usar um compilador?

• Ele verifica o programa inteiro, portanto, não há erros de sintaxe ou semântica;
• O arquivo executável é otimizado pelo compilador, desse modo é executado mais rapidamente;
• Permite que você crie uma estrutura interna na memória;
• Não há necessidade de executar o programa na mesma máquina em que foi construído;
• Traduz o programa inteiro em outro idioma;
• Gera arquivos no disco;
• Vincula os arquivos em um formato executável;
• Verifica se há erros de sintaxe e tipos de dados;
• Ajuda você a aprimorar sua compreensão da semântica da linguagem;
• Lida com problemas de desempenho de linguagem;
• Oferece oportunidade para um projeto de programação não trivial;
• Técnicas usadas para construir um compilador também podem ser úteis para outros fins.

Aplicação de compiladores

• Ajuda na implementação completa de linguagens de programação de alto nível;
• Otimização de suporte para paralelismo de arquitetura de computador;
• Projeto de novas hierarquias de memória de máquinas;
• Amplamente utilizado para programas de tradução;
• Usado com outras ferramentas de produtividade de software.

Resumo

• Um compilador é um programa de computador que ajuda a transformar o código-fonte escrito em uma linguagem de alto nível em linguagem de máquina de baixo nível;
• Correção, velocidade de compilação e preservação do significado correto do código são alguns recursos importantes do design do compilador;
• Eles são divididos em três partes: de passagem única; de duas passagens e compiladores de passagem múltipla;
• A palavra compilador foi usada pela primeira vez no início dos anos 1950 por Grace Murray Hopper;
• As etapas para o sistema de processamento da linguagem são: Pré-processador, Intérprete, Assembler, Linker / Loader;
• Ferramentas importantes de construção de compiladores são: Geradores de scanner; Sintaxe; Mecanismos de tradução direcionada; Geradores de analisador e Geradores de código automático;

A principal tarefa do compilador é verificar todo o programa para que não haja erros de sintaxe ou semântica.

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Enfim, espero que tenha gostado do conteúdo e que ele te ajude em sua jornada como programador.

Até o próximo artigo e um forte abraço!!

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