Introducción Lenguajes de programación

Introducción
Lenguajes de programación
Primera generación: lenguajes máquina
„
Los programas se escriben en código binario
000001011010000000000000
Segunda generación: lenguajes simbólicos
„
Cada instrucción de la máquina se representa
mediante símbolos
ADD AX,P1
Tercera generación: lenguajes de alto nivel
„
Una sola instrucción de este tipo representa
usualmente varias instrucciones de la máquina
P1 = P2 + P3;
„
Ejemplos: FORTRAN, COBOL, LISP, BASIC, C, C++,
APL, PASCAL, SMALLTALK, JAVA, ADA, PROLOG
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Procesadores de lenguaje
Los lenguajes simbólicos se traducen mediante
ensambladores
„
convierten cada instrucción simbólica en la
instrucción máquina equivalente
Los programas escritos en lenguajes de alto
nivel se traducen mediante traductores o
procesadores de lenguaje
„
Tres tipos:
Š Compilador
Š Intérprete
Š Compilador-intérprete
Compilador
Analiza un programa escrito en un lenguaje de
alto nivel (programa fuente) y, si es correcto,
genera un código equivalente (programa
objeto) escrito en otro lenguaje, que puede ser
„
„
„
de primera generación (de la máquina),
de segunda generación (simbólico), o
de tercera generación.
El programa objeto puede guardarse y
ejecutarse tantas veces como se quiera, sin
necesidad de traducirlo de nuevo.
Ejemplos: FORTRAN, COBOL, C, C++, PASCAL y
ADA.
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Notación en T
A
B
C
A es el lenguaje fuente
B es el lenguaje objeto
C es el lenguaje en que está escrito el
propio compilador
„
no necesariamente el mismo que el lenguaje
fuente o el lenguaje objeto.
Intérprete
A
C
Analiza un programa escrito en un lenguaje de
alto nivel y, si es correcto, lo ejecuta
directamente en el lenguaje de la máquina en
que se está ejecutando el intérprete.
Cada vez que se desea ejecutar el programa, es
preciso interpretarlo de nuevo.
Ejemplos: LISP, APL, SMALLTALK, JAVA y
PROLOG.
De algún lenguaje, como BASIC, existen a la
vez compiladores e intérpretes.
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Compilador-intérprete
Traduce el programa fuente a un formato o
lenguaje intermedio, que después se interpreta.
A
B
C
B es el lenguaje
B
intermedio
D
D es el lenguaje en que
está escrito el intérprete
JAVA es un ejemplo típico
„
„
primero se compila a BYTECODE, y
posteriormente éste se interpreta mediante una
máquina virtual de JAVA, que es un intérprete de
BYTECODE.
Otros conceptos
Compilador cruzado
„
Compilador que traduce un lenguaje fuente a objeto,
pero el programa objeto es para un ordenador
distinto a aquel en que se compila
Autocompilador
„
Compilador escrito en el lenguaje fuente que traduce
Metacompilador o compilador de
compiladores
„
Programa al que se especifica el lenguaje para el que
se quiere un compilador y lo genera
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Compilador de una o varias pasadas
Pasada
„
Recorrido total de todo el lenguaje fuente con alguna
misión específica
Compilador de una pasada
„
„
Todas las fases se realizan durante un paso único
C y Pascal permiten compilación de una pasada
Compilador de varias pasadas
„
„
„
„
Imponen menos restricciones al lenguaje fuente
Primera pasada: léxico y sintáctico
Segunda pasada: semántico y optimización a nivel de
fuente
Tercera pasada: generación de código y optimización
a nivel de objeto
Analizador
morfológico
Programa
fuente
Analizador
sintáctico
Tabla de
símbolos
Analizador
semántico
Estructura de un compilador
Gestión
de
memoria
Optimizador
de código
Generador
de código
Programa
objeto
Proceso
de
errores
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Analizador morfológico
También llamado analizador léxico,
preprocesador o scanner, en inglés.
Realiza la primera fase de la compilación.
Convierte el programa que va a ser compilado
en una serie de unidades más complejas
(unidades sintácticas o tokens)
Elimina espacios en blanco y comentarios
Detecta errores morfológicos
Símbolo no permitido
Identificador o constante mal construido
Usualmente se implementa mediante un
autómata finito determinista
Analizador morfológico (II)
Ejemplo: a[index] = 4+2
Unidades sintácticas
a
[
index
]
=
4
+
2
identificador
corchete izquierdo
identificador
corchete derecho
asignación
número
signo más
número
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Analizador sintáctico
También llamado parser, en inglés.
Es el elemento fundamental del procesador,
pues lleva el control del proceso e invoca como
subrutinas a los restantes elementos del
compilador.
Realiza el resto de la reducción al axioma de la
gramática para comprobar que la instrucción es
correcta.
Usualmente se implementa mediante un
autómata a pila o una construcción equivalente.
Ejemplo
expresión
expresión de asignación
expresión
expresión
expresión de subíndice
expresión aditiva
expresión
expresión
identificador
a
[
identificador
index
expresión
]
=
número
4
expresión
+
número
2
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Analizador semántico
Comprueba la corrección semántica de la
instrucción, por ejemplo, la compatibilidad
del tipo de las variables en una expresión.
La información como los tipos de datos
que se calculan mediante el analizador
semántico se llaman atributos y se
agregan al árbol sintáctico como
anotaciones
Los atributos también se pueden
introducir en la tabla de símbolos
Ejemplo
expresión
expresión de asignación
expresión
expresión
entero
entero
expresión de subíndice
expresión
expresión
identificador
a
Vector de enteros
expresión aditiva
[
identificador
index
entero
expresión
]
=
número
4
entero
expresión
+
número
2
entero
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Generador y optimizador
Generador de código
Traduce el programa fuente al lenguaje objeto
utilizando toda la información proporcionada por las
restantes partes del compilador.
Optimizador de código
„
Mejora la eficiencia del programa objeto en
ocupación de memoria o en tiempo de ejecución.
En un intérprete no existen las fases de
generación y optimización de código, que se
sustituyen por una fase de ejecución de código.
Tabla de símbolos
Estructura de datos que mantiene información
asociada a los identificadores
„
„
„
Tipo
Si matriz – número de dimensiones
Si función – número y tipo de argumentos
Interactúa con casi todos los componentes
„
„
„
AM introduce identificadores
Asint, Asem agrega tipos de datos y otra información
Generador y Optimizador utilizan la información
almacenada para generar el código adecuado
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