Интерпретаторы

Интерпретатор – это программа, которая воспринимает входную программу на исходном языке и выполняет ее. В отличие от трансляторов интерпретаторы не порождают результирующую программу (и вообще какого-либо результирующего кода) – и в этом принципиальная разница между ними. Интерпретатор, так же как и транслятор, анализирует текст исходной программы. Однако он не порождает результи рующей программы, а сразу же выполняет исходную в соответствии с ее смыс-

лом, заданным семантикой входного языка. Таким образом, результатом работы интерпретатора будет результат, заданный смыслом исходной программы, в том случае, если эта программа правильная, или сообщение об ошибке, если исходная программа неверна. Конечно, чтобы исполнить исходную программу, интерпретатор так или иначе должен преобразовать ее в язык машинных кодов, поскольку иначе выполнение программ на компьютере невозможно. Он и делает это, однако полученные машинные коды не являются доступными для пользователя интерпрета тора. Эти машинные коды порождаются интерпретатором, исполняются и уничтожаются по мере надобности. Пользователь же видит результат выполнения этих кодов – результат выполнения исходной программы.

Этапы трансляции. Общая схема работы транслятора

На рисунке ниже представлена общая схема работы компилятора. Из нее видно, что в целом процесс компиляции состоит из двух основных этапов - синтеза и анализа. На этапе анализа выполняется распознавание текста исходной программы, создание и заполнение таблиц идентификаторов. Результатом его работы служит некое внутреннее представление программы, понятное компилятору.

На этапе синтеза на основании внутреннего представления программы и информации, содержащейся в таблице (таблицах) идентификаторов, порождается текст результирующей программы. Результат этого этапа – объектный код. Кроме того, в составе компилятора присутствует часть, ответственная за

анализ и исправление ошибок, которая при наличии ошибки в тексте исходной программы должна максимально полно информировать пользователя о типе ошибки и месте ее возникновения. В лучшем случае компилятор может предложить пользователю вариант исправления ошибки. Эти этапы, в свою очередь, состоят из более мелких этапов, называемых фазами компиляции. Состав фаз компиляции приведен в самом общем виде, их конкретная реализация и процесс взаимодействия могут различаться в зависимости от версии компилятора. Однако в том или ином виде все представленные фазы практически всегда присутствуют в компиляторах. Рассмотрим основные фазы (части) компиляции:

Лексический анализ (сканер) – это часть компилятора, которая читает литеры программы на исходном языке и строит из них слова (лексемы) исходного языка. На вход лексического анализатора поступает текст исходной программы, а выходная информация передается для дальнейшей обработки компилятором на этапе синтаксического разбора. С теоретической точки зрения лексический

анализатор не является обязательной, необходимой частью компилятора. Однако существует причины, которые определяют его присутствие практически во всех компиляторах.

Синтаксический разбор – это основная часть компилятора на этапе анализа. Она выполняет выделение синтаксических конструкций в тексте исходной программы, обработанном лексическим анализатором. На этой же фазе компиляции проверяется синтаксическая правильность программы. Синтакси-

ческий разбор играет главную роль – роль распознавателя текста входного языка программирования.

Семантический анализ – это часть компилятора, проверяющая правиль ность текста исходной программы с точки зрения семантики входного языка. Кроме непосредственно проверки, семантический анализ должен выполнять преобразования текста, требуемые семантикой входного языка (такие, как добавление функций неявного преобразования типов). В различных реализациях

компиляторов семантический анализ может частично входить в фазу синтаксического разбора, частично – в фазу подготовки к генерации кода. Подготовка к генерации кода – это фаза, на которой компилятором выпо лняются предварительные действия, непосредственно связанные с синтезом тек-

ста результирующей программы, но еще не ведущие к порождению текста на выходном языке. Обычно сюда входят действия, связанные с идентификацией элементов языка, распределением памяти и т. п.

Генерация кода – это фаза, непосредственно связанная с порождением команд, составляющих предложения выходного языка и в целом текст результи рующей программы. Это основная фаза на этапе синтеза результирующей программы. Кроме непосредственного порождения текста результирующей программы, генерация обычно включает в себя также оптимизацию – процесс, свя-

занный с обработкой уже порожденного текста. Иногда оптимизацию выделяют в отдельную фазу компиляции, так как она оказывает существенное влияние на качество и эффективность результирующей программы.

Таблицы идентификаторов (иногда «таблицы символов») – это специальным образом организованные наборы данных, служащие для хранения информации об элементах исходной программы, которые затем используются для порождения текста результирующей программы. Элементами исходной программы, информацию о которых нужно хранить в процессе компиляции, являются переменные, константы, функции и т. п. – конкретный состав набора элементов зависит от используемого входного языка программирования. Понятие «таблицы» вовсе не предполагает, что это хранилище данных должно быть организовано именно в виде таблиц или других массивов информации – возможные ме-

тоды их организации подробно рассмотрены в методических указаниях к выполнению лабораторной работы №1.