Tutorial de diseño de compiladores: Qué es, Tipos, Herramientas, Ejemplo

• Descompone el programa fuente en trozos y les impone una estructura gramatical
• Permite construir el programa destino deseado a partir de la representación intermedia y también crear la tabla de símbolos
• Compila el código fuente y detecta errores en él
• Gestiona el almacenamiento de todas las variables y códigos.
• Soporta la compilación por separado
• Lee, analiza todo el programa y lo traduce a un equivalente semántico
• Traduce el código fuente a código objeto dependiendo del tipo de máquina

Historia del Compilador

Los hitos importantes de la historia del Compilador son los siguientes:

• La palabra «compilador» fue utilizada por primera vez a principios de los años 50 por Grace Murray Hopper
• El primer compilador fue construido por John Backum y su grupo entre 1954 y 1957 en IBM
• COBOL fue el primer lenguaje de programación que se compiló en múltiples plataformas en 1960
• El estudio de los problemas de escaneo y análisis sintáctico se llevó a cabo en los años 60 y 70 para proporcionar una solución completa

Pasos para los sistemas de procesamiento del lenguaje

Antes de conocer el concepto de compiladores, primero hay que entender algunas otras herramientas que trabajan con compiladores.



• Preprocesador: El preprocesador es considerado como una parte del Compilador. Es una herramienta que produce la entrada para el Compilador. Se ocupa del procesamiento de macros, aumento, extensión del lenguaje, etc.
• Intérprete: Un intérprete es como el Compilador que traduce el lenguaje de alto nivel a lenguaje de máquina de bajo nivel. La principal diferencia entre ambos es que el intérprete lee y transforma el código línea por línea. El compilador lee todo el código de una vez y crea el código máquina.
• Ensamblador: Traduce el código del lenguaje ensamblador a un lenguaje comprensible para la máquina. El resultado del ensamblador se conoce como un archivo de objetos que es una combinación de instrucciones de la máquina, así como los datos necesarios para almacenar estas instrucciones en la memoria.
• Enlazador: El enlazador le ayuda a enlazar y fusionar varios archivos de objetos para crear un archivo ejecutable. Todos estos archivos pueden haber sido compilados con ensambladores distintos. La tarea principal de un enlazador es buscar los módulos llamados en un programa y averiguar la ubicación de memoria donde se almacenan todos los módulos.
• Cargador: El cargador es una parte del SO, que realiza las tareas de cargar archivos ejecutables en la memoria y ejecutarlos. También calcula el tamaño de un programa que crea espacio de memoria adicional.
• Compilador cruzado: Un compilador cruzado en el diseño de compiladores es una plataforma que le ayuda a generar código ejecutable.
• Compilador de fuente a fuente: Compilador de fuente a fuente es un término utilizado cuando el código fuente de un lenguaje de programación se traduce en la fuente de otro lenguaje.

Herramientas de construcción de compiladores

Las herramientas de construcción de compiladores se introdujeron a medida que las tecnologías relacionadas con la informática se extendieron por todo el mundo. También se les conoce como compilador-compilador, compilador-generador o traductor.

Estas herramientas utilizan un lenguaje o algoritmo específico para especificar e implementar el componente del compilador. A continuación se muestran los ejemplos de herramientas de construcción de compiladores.

• Generadores de escáner: Esta herramienta toma expresiones regulares como entrada. Por ejemplo LEX para el sistema operativo Unix.
• Motores de traducción dirigida por sintaxis: Estas herramientas de software ofrecen un código intermedio utilizando el árbol de análisis sintáctico. Su objetivo es asociar una o más traducciones a cada nodo del árbol de parse.
• Generadores de parser: Un generador de parser toma una gramática como entrada y genera automáticamente un código fuente que puede analizar flujos de caracteres con la ayuda de una gramática.
• Generadores de código automático: Toma el código intermedio y lo convierte en lenguaje de máquina
• Motores de flujo de datos: Esta herramienta es útil para la optimización del código. Aquí, la información es suministrada por el usuario y el código intermedio se compara para analizar cualquier relación. También se conoce como análisis de flujo de datos. Ayuda a averiguar cómo se transmiten los valores de una parte del programa a otra.

¿Por qué utilizar un compilador?

• El compilador verifica todo el programa, para que no haya errores de sintaxis o semánticos
• El archivo ejecutable es optimizado por el compilador, por lo que se ejecuta más rápido
• Permite crear una estructura interna en memoria
• No es necesario ejecutar el programa en la misma máquina en la que se construyó
• Traduce todo el programa en otro lenguaje
• Genera archivos en disco.
• Enlazar los archivos en un formato ejecutable
• Comprobar errores de sintaxis y tipos de datos
• Ayuda a mejorar la comprensión de la semántica del lenguaje
• Ayuda a manejar los problemas de rendimiento del lenguaje
• Oportunidad de un proyecto detrivial programming project
• The techniques used for constructing a compiler can be useful for other purposes as well

Application of Compilers

• Compiler design helps full implementation Of High-Level Programming Languages
• Support optimization for Computer Architecture Parallelism
• Design of New Memory Hierarchies of Machines
• Widely used for Translating Programs
• Used with other Software Productivity Tools

Summary

• A compiler is a computer program which helps you transform source code written in a high-level language into low-level machine language
• Correctness, velocidad de compilación, preservar el correcto el significado del código son algunas características importantes del diseño del compilador
• Los compiladores se dividen en tres partes 1) Compiladores de una sola pasada 2)Compiladores de dos pasadas, y 3) Compiladores de varias pasadas
• El «compilador» fue palabra utilizada por primera vez a principios de la década de 1950 por Grace Murray Hopper
• Los pasos para el sistema de procesamiento del lenguaje son: Preprocesador, Intérprete, Ensamblador, Enlazador/Cargador
• Las herramientas importantes de construcción de compiladores son 1) Generadores de escáner, 2)Motores de traducción dirigida de sintaxis-3), 4) Generadores de parser, 5) Generadores de código automático
• La tarea principal del compilador es verificar todo el programa, para que no haya errores sintácticos o semánticos

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