Что такое компиляция данных

Что такое компиляция данных

Компиля́тор — программа или техническое средство, выполняющее компиляцию.

Компиляция — трансляция программы, составленной на исходном языке высокого уровня, в эквивалентную программу на низкоуровневом языке, близком машинному коду (абсолютный код, объектный модуль, иногда на язык ассемблера). Входной информацией для компилятора (исходный код) является описание алгоритма или программа напроблемно-ориентированном языке, а на выходе компилятора — эквивалентное описание алгоритма на машинно-ориентированном языке (объектный код).

Компилировать — проводить трансляцию машинной программы с проблемно-ориентированного языка на машинно-ориентированный язык.

Векторизующий. Транслирует исходный код в машинный код компьютеров, оснащённых векторным процессором.

Гибкий. Сконструирован по модульному принципу, управляется таблицами и запрограммирован на языке высокого уровня или реализован с помощью компилятора компиляторов.

Диалоговый. См.: диалоговый транслятор.

Инкрементальный. Повторно транслирует фрагменты программы и дополнения к ней без перекомпиляции всей программы.

Интерпретирующий (пошаговый). Последовательно выполняет независимую компиляцию каждого отдельного оператора (команды) исходной программы.

Компилятор компиляторов. Транслятор, воспринимающий формальное описание языка программирования и генерирующий компилятор для этого языка.

Отладочный. Устраняет отдельные виды синтаксических ошибок.

Резидентный. Постоянно находится в оперативной памяти и доступен для повторного использования многими задачами.

Самокомпилируемый. Написан на том же языке, с которого осуществляется трансляция.

Универсальный. Основан на формальном описании синтаксиса и семантики входного языка. Составными частями такого компилятора являются: ядро, синтаксический исемантический загрузчики.

Пакетная. Компиляция нескольких исходных модулей в одном пункте задания.

Построчная. То же, что и интерпретация.

Условная. Компиляция, при которой транслируемый текст зависит от условий, заданных в исходной программе директивами компилятора. Так, в зависимости от значения некоторой константы, можно включать или выключать трансляцию части текста программы.

Процесс компиляции состоит из следующих этапов:

Лексический анализ. На этом этапе последовательность символов исходного файла преобразуется в последовательность лексем.

Синтаксический (грамматический) анализ. Последовательность лексем преобразуется в дерево разбора.

Семантический анализ. Дерево разбора обрабатывается с целью установления его семантики (смысла) — например, привязка идентификаторов к их декларациям, типам, проверка совместимости, определение типов выражений и т. д. Результат обычно называется «промежуточным представлением/кодом», и может быть дополненным деревом разбора, новым деревом, абстрактным набором команд или чем-то ещё, удобным для дальнейшей обработки.

Оптимизация. Выполняется удаление излишних конструкций и упрощение кода с сохранением его смысла. Оптимизация может быть на разных уровнях и этапах — например, над промежуточным кодом или над конечным машинным кодом.

Генерация кода. Из промежуточного представления порождается код на целевом языке.

В конкретных реализациях компиляторов эти этапы могут быть разделены или, наоборот, совмещены в том или ином виде.

Генерация машинного кода

Большинство компиляторов переводит программу с некоторого высокоуровневого языка программирования в машинный код, который может быть непосредственно выполнен процессором. Как правило, этот код также ориентирован на исполнение в среде конкретной операционной системы, поскольку использует предоставляемые ею возможности (системные вызовы, библиотеки функций). Архитектура (набор программно-аппаратных средств), для которой производится компиляция, называется целевой машиной.

Результат компиляции — исполнимый модуль — обладает максимальной возможной производительностью, однако привязан к определённой операционной системе и процессору (и не будет работать на других).

Для каждой целевой машины (IBM, Apple, Sun и т. д.) и каждой операционной системы или семейства операционных систем, работающих на целевой машине, требуется написание своего компилятора. Существуют также так называемые кросс-компиляторы, позволяющие на одной машине и в среде одной ОС генерировать код, предназначенный для выполнения на другой целевой машине и/или в среде другой ОС. Кроме того, компиляторы могут оптимизировать код под разные модели из одного семейства процессоров (путём поддержки специфичных для этих моделей особенностей или расширений наборов инструкций). Например, код, скомпилированный под процессоры семейства Pentium, может учитывать особенности распараллеливания инструкций и использовать их специфичные расширения — MMX, SSE и т. п.

Читайте также:  Как вернуть блеск чугунной ванне

Некоторые компиляторы переводят программу с языка высокого уровня не прямо в машинный код, а на язык ассемблера. Это делается для упрощения части компилятора, отвечающей за кодогенерацию, и повышения его переносимости (задача окончательной генерации кода и привязки его к требуемой целевой платформе перекладывается на ассемблер), либо для возможности контроля и исправления результата компиляции программистом.

Результатом работы компилятора может быть программа на специально созданном низкоуровневом языке, подлежащем интерпретации виртуальной машиной. Такой язык называется псевдокодом или байт-кодом. Как правило, он не является машинным кодом какого-либо компьютера и программы на нём могут исполняться на различных архитектурах, где имеется соответствующая виртуальная машина, но в некоторых случаях создаются аппаратные платформы, напрямую поддерживающие псевдокод какого-либо языка. Например, псевдокод языка Java называется байт-кодом Java (англ. Java bytecode) и выполняется в Java Virtual Machine, для его прямого исполнения была создана спецификация процессора picoJava. Для платформы .NET Framework псевдокод называется Common Intermediate Language (CIL), а среда исполнения — Common Language Runtime (CLR).

Некоторые реализации интерпретируемых языков высокого уровня (например, Perl) используют байт-код для оптимизации исполнения: затратные этапы синтаксического анализа и преобразование текста программы в байт-код выполняются один раз при загрузке, затем соответствующий код может многократно использоваться без промежуточных этапов.

Основная статья: JIT-компиляция

Из-за необходимости интерпретации байт-код выполняется значительно медленнее машинного кода сравнимой функциональности, однако он более переносим (не зависит от операционной системы и модели процессора). Чтобы ускорить выполнение байт-кода, используется динамическая компиляция, когда виртуальная машина транслирует псевдокод в машинный код непосредственно перед его первым исполнением (и в при повторных обращениях к коду исполняется уже скомпилированный вариант).

CIL-код также компилируется в код целевой машины JIT-компилятором, а библиотеки .NET Framework компилируются заранее.

Существуют программы, которые решают обратную задачу — перевод программы с низкоуровневого языка на высокоуровневый. Этот процесс называют декомпиляцией, а такие программы — декомпиляторами. Но поскольку компиляция — это процесс с потерями, точно восстановить исходный код, скажем, на C++, в общем случае невозможно. Более эффективно декомпилируются программы в байт-кодах — например, существует довольно надёжный декомпилятор для Flash. Разновидностью декомпилирования являетсядизассемблирование машинного кода в код на языке ассемблера, который почти всегда выполняется успешно (при этом сложность может представлять самомодифицирующийся код или код, в котором собственно код и данные не разделены). Связано это с тем, что между кодами машинных команд и командами ассемблера имеется практически взаимно-однозначное соответствие.

Раздельная компиляция (англ. separate compilation) — трансляция частей программы по отдельности с последующим объединением их компоновщиком в единый загрузочный модуль.

Исторически особенностью компилятора, отражённой в его названии (англ. compile — собирать вместе, составлять), являлось то, что он производил как трансляцию, так и компоновку, при этом компилятор мог порождать сразу абсолютный код. Однако позже, с ростом сложности и размера программ (и увеличением времени, затрачиваемого на перекомпиляцию), возникла необходимость разделять программы на части и выделять библиотеки, которые можно компилировать независимо друг от друга. При трансляции каждой части программы компилятор порождает объектный модуль, содержащий дополнительную информацию, которая потом, при компоновке частей в исполнимый модуль, используется для связывания и разрешения ссылок между частями.

Читайте также:  Как отслеживают через телефон

Появление раздельной компиляции и выделение компоновки как отдельной стадии произошло значительно позже создания компиляторов. В связи с этим вместо термина «компилятор» иногда используют термин «транслятор» как его синоним: либо в старой литературе, либо когда хотят подчеркнуть его способность переводить программу в машинный код (и наоборот, используют термин «компилятор» для подчёркивания способности собирать из многих файлов один).

Что такое компиляция – значение

Термин компиляция, который первоначально был образован в латинском языке, в настоящее время используется в различных сферах деятельности и науках. Он может обозначать большое количество понятий, вследствие чего без соответствующего контекста в некоторых случаях невозможно понять, что конкретно под ним подразумевается.

Обозначение понятия

Существуют следующие возможные способы применения слова компиляция:

  1. Аниме. В данной сфере компиляцией обозначают короткометражный или полнометражный фильм, который основан на соответствующем сериале, выполненном в классическом жанре японской анимации
  2. Литература. В этом виде искусства компиляцией называют создание сочинений на основании уже существующих произведений, без дополнительной обработки источников. Также в литературе данным термином обозначают любую работу, выполненную таким образом. Этот вид деятельности существенно отличается от плагиата ввиду того, что в некоторых типах произведений, таких как обзоры, очерки или монографии, авторам необходимо использовать большое количество источников, в том числе и отдельных вставок из них.
  3. Музыка. В данном виде искусства компиляцией называют сборник или же целый альбом, в который входят композиции, выполненные на одну и ту же тему. Это могут быть хит-парады, песни, определенного стиля или эпохи, а также сочинения некоего исполнителя различных лет написания. Отдельно в музыке этим термином именуется методика составления произведения из уже использующихся тем. Иногда компиляцией можно назвать то же, что и попурри.
  4. Программирование. Компиляцией в данной науке принято именовать осуществление трансляции программы, что написана на высокоуровневом языке, в программу, которая создана посредством языка более низкого уровня, но при этом имеющего схожий машинный код. Этот процесс осуществляется при помощи использования специального компилятора.

Вышеперечисленный перечень сфер применения понятия компиляция не является исчерпывающим.

Литература

Использование компиляции в литературе напрямую связано с сочинением работ, которые основаны на использовании большого количества источников. Таким способом создается информативный и действительно полезный материал, в котором можно найти большое количество данных по заданной теме.

В выше описанной ситуации компиляция не является плагиатом. Это обусловлено тем, что создатель новой статьи или произведения обязательно используется ссылки на другие материалы, указывая их автора.

Появление компиляции в литературе объясняется распространением учебно-популяризаторских и просветительских целей. В древние времена отсутствие такого механизма было объяснено сложностью понимания авторства и не имеющимся во всех государствах института авторского права.

Читайте также:  Создать страницу php html

Музыка

Основные типичные примеры компиляции в музыке заключаются в следующем:

  1. Сборники самых популярных композиций артиста или же группы. Для привлечения внимания к ним, чаще всего в них включают песню, ранее не выпускавшуюся в других альбомах.
  2. Другие сборники артиста или группы. Это могут быть редкие записи, песни, являющиеся саундтреками к фильмам, и т.д.
  3. Наборы дисков исполнителя. Они могут охватывать либо все творчество исполнителя, либо часть его альбомов.
  4. Тематические сборники нескольких исполнителей. Они могут быть посвящены любви, Новому году, Рождеству и т.д.
  5. Жанровые сборники. Чаще всего их создают исполнители, работающие в жанрах блюз, рок, джаз и др.
  6. Сборники хитов различных артистов. Чаще всего это касается самых популярных песен различных времен или же определенного года.
  7. Рекламные сборники. Эта форма продвижения является одной из наиболее успешных и популярных.
  8. Альбомы продюсеров. В большинстве случаев они помогают в работе большому количеству исполнителей.

Таким образом, компиляция в музыке обрела такое же распространение, как и в литературе.

Программирование

В программировании существуют следующие виды компиляции:

  • пакетная – использование нескольких модулей в одном и том же задании;
  • построчная – анализ и интерпретация каждой завершенной грамматической конструкции языка по очереди;
  • условная – транслируемый текст основывается на тех нормах, что заданы в первоначальной программе.

Трансляция программы – это неотъемлемая часть компиляции. Этот процесс включает в себя такие действия:

Для осуществления компиляции в программировании используются различные типы программ. Они бывают векторизующими, гибкими, диалоговыми, инкрементальными, интерпретирующими, отладочными, резидентными, самокомпилирующими и универсальными.

А сейчас поговорим об одном из самых важнейших этапов, от которого зависит правильность получаемого результата — это компиляция программы.

Под исходной программой мы понимаем программу, представленную в виде определенных конструкций языка программирования. Программа включает в себя инструкции, понятные каждому пользователю, но в то же время не понятные процессору ПК.

Для выполнения процессором работы по инструкциям исходной программы, эту программу следует перевести на язык команд, понятный процессору — машинный язык.

Чтобы преобразовать исходную программу на машинный язык, используется специально предназначенная для этого программа под названием «компилятор». В этом и заключается компиляция программы.

Схема действия компилятора:

Схема, по которой работает компилятор, приведена на рисунке ниже:

Основные задачи компилятора:

На рисунке отмечено, что компилятор последовательно осуществляет две основные задачи:

  1. Производит проверку текста исходной программы на содержание или отсутствие в ней всевозможных синтаксических ошибок.
  2. Разрабатывает исполняемую программу — преобразует исходную программу в машинный код.

Заметка. Процесс генерации исполняемой программы осуществляется только тогда, когда текст исходной программы не содержит синтаксические ошибки.

Таким образом, генерация машинного кода при помощи компилятора говорит о том, что синтаксические ошибки в тексте программы отсутствуют. Как удостовериться в правильности работы программы? Все достаточно просто. Необходимо провести ее тестирование — провести несколько пробных запусков исходной программы и затем проанализировать полученные результаты.

Допустим перед нами программа, которая определяет корни квадратного уравнения. Если в этой программе допущена ошибка в каком-либо месте формулы, например при вычислении дискриминанта, то, при отсутствии синтаксических ошибок, программа в конечном счете выдаст сообщение о неверных значениях корней.

Ссылка на основную публикацию
Через какое время отключают сим карту мегафон
Часто можно слышать, что некоторые люди вместо одной сим-карты предпочитают пользоваться двумя или сразу несколькими. Это объясняется лояльной политикой компании...
Утилиты асус для ноутбука
Драйверы и утилиты от производителя для ноутбуков и нетбуков ASUS под операционную систему Windows 10 / 8.1 / 8 /...
Утилиты для виндовс 10 64 бит
Скачать антивирус NOD32 на компьютер Windows 10 бесплатно на русском языке для защиты ноутбука или ПК от вирусов и потенциального...
Через прямую l провести плоскость перпендикулярно данной
Не будет преувеличением утверждать, что построение взаимно перпендикулярных прямых и плоскостей наряду с определением расстояния между двумя точками являются основными...
Adblock detector