Compilador

Compilador
Es cualquier programa que toma como entrada un texto escrito en un lenguaje, llamado fuente y da como
salida otro texto en un lenguaje denominado objeto.
Traductores
Los procesadores de lenguajes son aquellos programas destinados a trabajar sobre una entrada, por la forma
como ha sido elaborada, pertenece a un lenguaje particular. Los procesadores de lenguajes se clasifican como
traductores o interpretes. El traductor es un programa que recibe una entrada escrita en un lenguaje (el
lenguaje fuente) a una salida perteneciente a otro lenguaje (el lenguaje objeto).
Un intérprete, no lleva a cabo tal transformación, en su lugar obtiene los resultados conforme se van
analizando las entradas. Los traductores son clasificados en compiladores, ensambladores y preprocesadotes.
Ensamblador
Es el programa encargado de llevar a cabo un proceso denominado de ensamble o ensamblado, este proceso
consiste en que a partir de un lenguaje máquina, este sea utilizado en lenguaje ensamblador:
• La integración de los diversos módulos que conforman al programa
• La resolución de las direcciones de memoria designadas en el área de datos para el almacenamiento de
variables, constantes y estructuras complejas.
• La identificación de las direcciones de memoria en la sección del código correspondientes a los puntos de
entrada en saltos condicionales o incondicionales junto con los puntos de arranque de las subrutinas
• la resolución de los diversos llamados a los servicios o rutinas del sistema operativo código dinámico y
bibliotecas de tiempo de ejecución
• Las especificaciones de la cantidad de memoria destinadas para las áreas de datos, el código, la pila, la
cantidad o monto otorgados para su ejecución
• La incorporación de datos y código necesarios para la carga de un programa para su ejecución.
Históricamente con la escasez de memoria de las primeras computadoras, se puso de moda el uso de
interpretes frente a los compiladores, pues el programa fuente sin traducir y el interprete juntos daban una
ocupación de memoria menor que la resultante de los compiladores. Por ello los primeros ordenadores iban
siempre acompañados de un interprete Basic (XT, Commodore, Spectrum).
La mejor información sobre los errores se daba por parte del compilador así como una mayor velocidad de
ejecución del código resultante hizo que poco a poco se impusieran los compiladores. Hoy en día y con el
problema de memoria resuelto, se puede hablar de un gran predominio de los compiladores frente a los
interpretes, aunque interpretes como los incluidos en los navegadores de Java son la gran excepción.
La diferencia entre un compilador y un traductor es: En el compilador se recibe un programa escrito en un
lenguaje de alto nivel, medio o bajo y lo transforma a su equivalente en un lenguaje ensamblador e inclusive a
lenguaje máquina pero sin ejecutar el programa. Un compilador en un traductor la forma de cómo llevará la
traducción es el objetivo central en el diseño de compilador.
Ventajas de compilador frente a un intérprete
• Se compila una vez, se ejecuta n−veces
• En bucles, la compilación genera código equivalente al bucle pero un interpretándolo se traduce tantas
1
veces una línea como veces se repite el bucle
• El compilador tiene una visión global del programa, por lo que la información de mensajes de errores es
más detallada.
Ventajas de un intérprete frente a compilador
• Un interprete necesita menos memoria que un compilador
• Permite una mayor interactividad con el código en tiempo de desarrollo.
Un compilador, no es programa que funciona de manera aislada sino que necesita otro programa para
conseguir su objetivo, obtener un programa ejecutable a partir de un programa fuente en un lenguaje de alto
nivel.
Clasificación de compiladores
El programa compilador traduce las instrucciones en un lenguaje de alto nivel a instrucciones que la
computadora pueda interpretar y ejecutar. Para cada lenguaje de programación se requiere un compilador
separado, el compilador traduce todo el programa antes de ejecutarlo.
En otras palabras un compilador traduce programas insertados en la memoria por el sistema operativo para
convertirlos en pulsaciones electrónicas ejecutables (lenguaje máquina). Los compiladores pueden ser de:
• Una sola pasada: Examina el código fuente una vez, generando el código o programa objeto.
• Pasadas múltiples: Requiere pasos intermedios para producir un código en otro lenguaje y una pasada final
para producir y optimizar el código producido durante los pasos anteriores.
• Optimización: Lee un código fuente, lo analiza y descubre errores potenciales sin ejecutar el programa.
• Compiladores incrementales: Generan un código objeto, instrucción por instrucción, cuando el usuario
teclea cada orden individual. El otro tipo de compiladores requiere que todos los enunciados o instrucciones
se compilen conjuntamente.
• Ensamblador: Es un lenguaje fuente y posee una estructura sencilla.
• Compilador cruzado: Se genera código en un lenguaje objeto para una máquina diferente de la que se esta
utilizando para compilar. U compilador cruzado nos permite programar, por ejemplo en Windows para un
ambiente como Linux.
• Compiladores con montador: Ese tipo de compilador compila distintos módulos de forma independiente y
después es capaz de enlazarlos.
• Autocompilador: Compilador que esta escrito en el mismo lenguaje que se va a compilar, evidentemente no
se puede ejecutar la primera vez. Sirve para hacer ampliaciones de lenguaje, mejorar el código generado,
etc.
• Metacompilador: Es sinónimo de compilador de compiladores y se refiere a un programa que recibe como
entrada las especificaciones de lenguaje, para el que desea obtener un compilador y genera como salida un
compilador de ese lenguaje.
• Descompilador: Es un programa que acepta como entrada código máquina y lo traduce a un lenguaje de
alto nivel, realizando el proceso inverso a la compilación.
Funciones de un compilador
Agrandes rasgos un compilador que lee un programa escrito en un lenguaje, el lenguaje fuente y lo traduce a
un programa equivalente en otro lenguaje, el lenguaje objeto. Como parte importante de este proceso de
traducción, el compilador informa al usuario de la presencia de errores en el programa fuente. A primera vista,
la diversidad de compiladores puede parecer abrumadora. Hay miles de lenguajes fuente, desde los lenguajes
tradicionales como FORTRAN o PASCAL hasta los lenguajes especializados que han surgido en todas las
áreas de aplicación en la informática.
2
Un lenguaje objeto puede ser otro lenguaje de programación o el lenguaje máquina de cualquier computadora
entre un microprocesador y un supercomputador.
Se pueden construir compiladores para una gran diversidad de lenguajes fuente y máquina utilizando las
mismas técnicas básicas. Los primeros compiladores de los años 50's, estaban relacionados con la traducción
de formulas aritméticas a código de máquina.
En las 50's se considero a los compiladores como programas notablemente difíciles de escribir. El primer
compilador FORTRAN necesito para su implantación 18 años (Backus Fortran).
Partes en las que trabaja un compilador
Conceptualmente FORTRAN diseño un compilador que trabajaba en fases. Es decir, las fases de un
compilador transforman el programa fuente de una representación a otra, en la práctica se agrupan fases y las
representaciones intermedias entre las fases no necesitan ser construidas explícitamente.
Análisis léxico
Es la primera fase de un compilador. Su principal función consiste en leer los caracteres de entrada y elaborar
como salida una secuencia de componentes léxicos que utiliza el analizador sintáctico para hacer el análisis.
Aspectos del análisis léxico
Hay varias razones para dividir en fases el análisis de la compilación. El análisis léxico y análisis sintáctico:
• Un diseño sencillo es la consideración más importante, separar a estos dos tipos de análisis a menudo
permite simplificar una u otra de dichas fases.
• Se mejora la eficiencia del compilador además de permitir construir un procesador especializado y
potencialmente más eficiente para esa función. Con algunas técnicas de manejo de buffers para la lectura de
caracteres de entrada y procesamiento de componentes léxicos se pueden mejorar significativamente el
rendimiento de un compilador.
Errores léxicos
Son pocos los errores simplemente en el nivel léxico ya que tiene una visión muy restringida de un programa
fuente. El analizador léxico debe devolver el componente léxico de un identificador y dejar a otra fase se
ocupe de los errores.
Suponga que una situación en la cual el analizador léxico no puede continuar por que ninguno de los patrones
concuerda con un prefijo de la entrada. Tal vez la estrategia de recuperación más sencilla sea recuperación EN
MODO PANICO (este método de recuperación es donde se borra caracteres sucesivos de la entrada hasta que
el analizador léxico pueda encontrar un componente léxico bien formado).
Administrador de entradas
Utilizar 2 buffer de entrada resulta útil cuando es necesario un pre−análisis en la entrada para identificar los
componentes léxicos después se introducen algunas técnicas básicas para encontrar la velocidad del
analizador léxico, como es el uso de centinelas que sirven para marcar el final de buffer, hay tres métodos
generales de implantar un léxico:
• Utilizar un generador de analizadores léxicos, como el compilador LEX para producir el analizador léxico a
partir de una especificación basada en expresiones regulares, en este caso el generador proporciona rutinas
3
para leer la entrada y manejarla con buffers.
• Escribir el analizador léxico en un lenguaje convencional de programación de sistemas utilizando las
posibilidades de entrada y salida de este lenguaje para leer la entrada.
• Escribir el analizador léxico en lenguaje ensamblador y manejar explícitamente la lectura de la entrada.
Parejas de buffers
Se utiliza un buffer dividido en dos mitades de n−caracteres cada una como se indica en la figura:
Texto lenguaje fuente
Traductor
Texto lenguaje objeto
Programa objeto
Compilador
Programa fuente
Mensajes de error
Programa fuente
Analizador léxico
Analizador sintáctico
Análisis semántico
Generación de código intermedio
Optimización de código
Generador de código
Programa objeto
Manejo de errores
Manejo de tabla de símbolos
Analizador léxico
Analizador sintáctico
Tabla de símbolos
Componente léxico
Obtén el siguiente componente léxico
4
Programa fuente
Buffer = espacio en memoria
5