Учебники. Программирование для начинающих.
Programm.ws — это сайт, на котором вы можете почитать литературу по языкам программирования , а так-же посмотреть примеры работающих программ на С++, ассемблере, паскале и много другого..
Программирование — в обычном понимании, это процесс создания компьютерных программ.
В узком смысле (так называемое кодирование) под программированием понимается написание инструкций — программ — на конкретном языке программирования (часто по уже имеющемуся алгоритму — плану, методу решения поставленной задачи). Соответственно, люди, которые этим занимаются, называются программистами (на профессиональном жаргоне — кодерами), а те, кто разрабатывает алгоритмы — алгоритмистами, специалистами предметной области, математиками.
В более широком смысле под программированием понимают весь спектр деятельности, связанный с созданием и поддержанием в рабочем состоянии программ — программного обеспечения ЭВМ. Более точен современный термин — «программная инженерия» (также иначе «инженерия ПО»). Сюда входят анализ и постановка задачи, проектирование программы, построение алгоритмов, разработка структур данных, написание текстов программ, отладка и тестирование программы (испытания программы), документирование, настройка (конфигурирование), доработка и сопровождение.
Delphi для начинающих
Глава 1. Основы программирования
Компиляция
Программа, представленная в виде инструкций языка программирования, называется исходной программой. Она состоит из инструкций, понятных человеку, но не понятных процессору компьютера. Чтобы процессор смог выполнить работу в соответствии с инструкциями исходной программы, исходная программа должна быть переведена на машинный язык — язык команд процессора. Задачу преобразования исходной программы в машинный код выполняет специальная программа — компилятор.
Компилятор, схема работы которого приведена на рис. 1.4, выполняет последовательно две задачи:
1. Проверяет текст исходной программы на отсутствие синтаксических ошибок.
2. Создает (генерирует) исполняемую программу — машинный код.
Рис. 1.4. Схема работы компилятора
Следует отметить, что генерация исполняемой программы происходит только в том случае, если в тексте исходной программы нет синтаксических ошибок.
Генерация машинного кода компилятором свидетельствует лишь о том, что в тексте программы нет синтаксических ошибок. Убедиться, что программа работает правильно можно только в процессе ее тестирования — пробных запусках программы и анализе полученных результатов. Например, если в программе вычисления корней квадратного уравнения допущена ошибка в выражении (формуле) вычисления дискриминанта, то, даже если это выражение будет синтаксически верно, программа выдаст неверные значения корней.
Компилятор
Компилятор — это программа, которая переводит текст, написанный на языке программирования, в машинные коды. С помощью компиляторов компьютеры могут понимать разные языки программирования, в том числе высокоуровневые, то есть близкие к человеку и далекие от «железа».
«IT-специалист с нуля» наш лучший курс для старта в IT
Процесс работы компилятора с кодом называется компиляцией, или сборкой. По сути, компилятор — комплексный «переводчик», который собирает, или компилирует, программу в исполняемый файл. Исполняемый файл — это набор инструкций для компьютера, который тот понимает и может выполнить.
Языки программирования, для перевода которых используются компиляторы, называются компилируемыми.
Для чего нужен компилятор
Изначально компьютер не понимает смысл написанного на любом языке программирования. Язык компьютера — машинные коды, нули и единицы, в которых зашифрована информация и команды. Писать на машинных кодах программы практически невозможно: даже простейшее действие будет отнимать много часов работы программиста. Поэтому появились языки программирования, более понятные для людей, и специальные программы, которые переводят эти языки в машинные коды. Эти программы и есть компиляторы.
Без компилятора любой код на компилируемом языке программирования будет для компьютера просто текстом — он не распознает команды и не сможет их выполнить. Поэтому компилятор нужен, чтобы программы могли выполняться. Без него ничего не будет работать.
Еще одна задача компилятора — собрать все модули, например подключенные библиотеки, в единый файл. Нужно, чтобы исполняемый файл содержал в себе все необходимое для нормальной работы программы и полного выполнения инструкций.
Профессия / 8 месяцев
IT-специалист с нуля
Попробуйте 9 профессий за 2 месяца и выберите подходящую вам
Компилятор и интерпретатор: в чем разница
Компиляция — не единственный подход к «переводу» человекопонятного языка программирования на машинный. Еще есть интерпретаторы и байт-код, но там технологии совсем другие.
Интерпретатор — это тоже программа, которая «переводит» текст на высокоуровневом языке программирования, но делает это иначе. Она не собирает весь код в один исполняемый файл для последующего запуска, а исполняет код сразу, построчно. Это чуть медленнее, но иногда удобнее. Языки, использующие интерпретаторы, называются интерпретируемыми.
Байт-код — «промежуточное звено» между подходами компиляции и интерпретации. Программа преобразуется в особый код, который запускается под специальной виртуальной машиной. Языков, которые работают так, относительно немного, самый известный и яркий пример — Java.
В каких языках используются компиляторы
Среди популярных сегодня языков компилируемыми являются Swift и Go, а также C / C++ и Objective-C. Другие примеры — Visual Basic, Haskell, Pascal / Delphi, Rust, а также Lisp, Prolog и прочие менее известные языки. Разумеется, компилируемым является и язык ассемблера — очень низкоуровневый и написанный напрямую на машинных кодах.
Отдельно можно выделить языки, которые трансформируются в байт-код — это тоже своего рода компиляция. К ним относятся Java, Scala и Kotlin, а также C# и языки платформы .NET.
Курс для новичков «IT-специалист
с нуля» – разберемся, какая профессия вам подходит, и поможем вам ее освоить
На каких языках пишут компиляторы
Другие языки. Писать компилятор на машинном коде тяжело и долго, порой практически невозможно. Поэтому их пишут на уже существующих языках: получается, что большинство языков написано на других.
Например, один из компиляторов языка Go частично написан на C++, самый первый компилятор C++ — на ассемблере, а уже ассемблер — на машинных кодах.
Тот же язык. Написать компилятор для языка программирования можно на других версиях того же языка — такой подход разрешен и активно используется в разработке. Это нужно, чтобы компиляторы были более гибкими и «умными» и могли поддерживать больше возможностей, — ассемблер довольно примитивен и не решает всех задач.
Выглядит это так:
- первый, более простой компилятор пишется на ассемблере;
- второй пишется уже на нужном языке и компилируется первым компилятором;
- переведенный в машинные коды второй компилятор компилирует свои же исходники — получается более новая и мощная версия его же.
Например, большинство современных компиляторов для C / C++ написано на C / C++. Такие компиляторы называют самокомпилируемыми.
Почему у одного языка может быть несколько компиляторов
У большинства языков программирования несколько компиляторов. Их еще называют реализациями. Изначальную реализацию пишет создатель языка, потом со временем появляются альтернативные. Зачем это делается? Цели могут быть разными:
- написать более современный и функциональный компилятор, обновить язык;
- оптимизировать язык и сделать его эффективнее;
- создать свободную реализацию, которую сможет дополнять сообщество;
- исправить ошибки, которые есть в существующих реализациях;
- перенести язык на другую платформу, и так далее.
Подходы к оптимизации, портированию и выполнению других целей у всех групп разработчиков свои. Поэтому разные компиляторы одного и того же языка могут различаться скоростью, особенностями архитектуры, назначением и другими параметрами. Синтаксис языка при этом остается таким же, но есть особые ситуации, когда одна и та же строчка может выполняться по-разному в зависимости от компилятора.
Какими бывают компиляторы
Компиляторы очень многообразны. Есть такие, которые имеют узкую специализацию, например запускаются только под процессоры определенного семейства и оптимизированы под них. Есть и более широкие — так называемые кросс-компиляторы, которые могут поддерживать несколько операционных систем.
Один компилятор может «знать» несколько языков программирования. Яркий пример такого решения — GCC, или GNU Compiler Collection, кросс-компилятор для нескольких операционных систем и языков, полностью бесплатный и свободный. На нем написано программное обеспечение GNU.
Существуют и так называемые компиляторы компиляторов. Они генерируют компиляторы для языка на основе его формального описания.
Курс для новичков «IT-специалист
с нуля» – разберемся, какая профессия вам подходит, и поможем вам ее освоить
Как устроены и работают компиляторы
Простыми словами, они «читают» пришедшую к ним на вход программу и переводят ее команды в соответствующие им наборы машинных кодов. Детали уже сложнее и различаются в зависимости от реализации. Например, есть модульные гибкие компиляторы, написанные на высокоуровневых языках, есть отладочные компиляторы, способные устранять часть синтаксических ошибок, и так далее.
Сама компиляция может быть:
- построчной — в машинный код по очереди переводится каждая строка, что похоже на интерпретацию, но отличается технически;
- пакетной — код разбивается на блоки, или пакеты, и компилируется поблочно;
- условной — особенности компиляции зависят от условий, которые прописаны в исходном коде компилируемой программы.
Сначала компилятор разбирает, что написано, потом анализирует команды, а потом генерирует машинные коды. Он не запускает программу, запуск — это отдельное действие.
Преимущества компилируемых языков
- Компилируемые языки обычно быстрее, чем интерпретируемые, и их легче оптимизировать.
- Итоговый размер кода у компилируемых языков, как правило, меньше, чем у интерпретируемых.
- В компилируемых языках намного шире возможность контролировать аппаратные ресурсы. Это не значит, что они все низкоуровневые, но обратное — верно: практически все низкоуровневые языки — компилируемые.
- Когда процессоры становятся мощнее, именно компилируемые языки могут в должной мере задействовать их преимущества.
- Код после компилятора лучше оптимизируется под конкретные устройства, архитектуру «железа», эффективно задействует память и не тратит лишних ресурсов.
- Компилируемые языки обычно мощные и высокопроизводительные, поэтому на них пишут игры и другие серьезно нагруженные приложения.
Недостатки компилируемых языков
- В отличие от интерпретируемых языков, компилируемые не выполняют код сразу — его сначала нужно собрать, а это лишний шаг и лишнее время.
- Код сложнее в отладке: приходится заново компилировать его при каждом, даже небольшом изменении. Сам процесс поиска и устранения ошибок бывает довольно неочевидным.
- Машинный код жестко связан с архитектурой платформы и различается в зависимости от системы. Поэтому компилируемые языки — по умолчанию не кроссплатформенные. Для переноса языка на другую операционную систему понадобится писать новый компилятор. Правда, есть исключения в виде универсальных кросс-компиляторов, работающих под разными платформами, но они подходят не для всего.
- Для новичков проблема еще и в том, что компилируемые языки часто сложнее, чем интерпретируемые. Изучать их с нуля может быть тяжело, хотя и тут есть исключения.
Как пользоваться компилятором
Начинающий разработчик редко взаимодействует с компилятором напрямую. Он скачивает язык программирования, в том числе его компилятор, а потом работает в редакторе кода или IDE. Среда разработки сама запускает компилятор каждый раз, когда пользователь кликает на кнопку сборки или выполнения программы. Для этого его не нужно вызывать вручную. Иногда среда может сама включать в себя несколько компиляторов и выбирать подходящий в каждом случае.
Поэтому трогать компилятор на ранних этапах не имеет смысла — просто стоит помнить, что он есть, чтобы лучше разбираться в происходящем. Но он может пригодиться, если вы захотите скомпилировать что-то без среды разработки, например прямо в командной строке. Тогда его придется вызвать с помощью специальной команды — она своя для каждого решения.
У любого ПО есть документация, так что, если вы хотите узнать больше о компиляторе, которым пользуетесь, можете прочитать ее.
Узнайте больше об устройстве и работе языков программирования на курсах — получите новую профессию и станьте востребованным IT-специалистом.
IT-специалист с нуля
Наш лучший курс для старта в IT. За 2 месяца вы пробуете себя в девяти разных профессиях: мобильной и веб-разработке, тестировании, аналитике и даже Data Science — выберите подходящую и сразу освойте ее.
Статьи по теме:
- Функциональные языки программирования
- Objective-C
- Синтаксис
Компиляция в программировании
Компиля́ция (англ. compilation, code compilation) в программировании, преобразование компилятором компьютерной программы , обычно составляемой на языке программирования высокого уровня ( исходного кода ), в эквивалентную программу на выходном языке (в машинный или промежуточный код) с учётом платформы исполнения ( операционной системы , аппаратных средств). Логически процесс компиляции делится на этапы, основными из которых являются анализ исходного кода (текста) и синтез объектного кода, или кодогенерация. Каждый из этапов, в свою очередь, делится на фазы (англ. translation phase). Например, этап анализа состоит из фаз лексического анализа, синтаксического анализа и семантического анализа. Каждая стадия просмотра компилятором исходного текста от начала до конца называется проходом. Различают также компиляцию на диск (англ. compiling to disk) и более быструю компиляцию в оперативную память (англ. compiling to memory) ( Пройдаков, Теплицкий. 2015 ).
Редакция информационных технологий
Опубликовано 31 марта 2023 г. в 14:20 (GMT+3). Последнее обновление 31 марта 2023 г. в 14:20 (GMT+3). Связаться с редакцией
Информация
Области знаний: Теория компиляторов и интерпретаторов
- Научно-образовательный портал «Большая российская энциклопедия»
Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС77-84198,
выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) 15 ноября 2022 года.
ISSN: 2949-2076 - Учредитель: Автономная некоммерческая организация «Национальный научно-образовательный центр «Большая российская энциклопедия»
Главный редактор: Кравец С. Л.
Телефон редакции: +7 (495) 917 90 00
Эл. почта редакции: secretar@greatbook.ru
- © АНО БРЭ, 2022 — 2023. Все права защищены.
- Условия использования информации. Вся информация, размещенная на данном портале, предназначена только для использования в личных целях и не подлежит дальнейшему воспроизведению.
Медиаконтент (иллюстрации, фотографии, видео, аудиоматериалы, карты, скан образы) может быть использован только с разрешения правообладателей. - Условия использования информации. Вся информация, размещенная на данном портале, предназначена только для использования в личных целях и не подлежит дальнейшему воспроизведению.
Медиаконтент (иллюстрации, фотографии, видео, аудиоматериалы, карты, скан образы) может быть использован только с разрешения правообладателей.
Что такое компиляция, линковка, run time?
Компиляция – это процесс превращения исходного кода (который написал программист) в код, понятный компьютеру. Java, например, компилируется в код, понятный не компьютеру, а Java Virtual Machine. Но это не суть, главное в итоге получается код, который может прочесть машина.
В большинстве случаев при написании кода вы подключаете какие-то библиотеки. Для того чтобы библиотека была доступна вашему коду, вы ее каким-то образом импортируете. В разных языках есть разные конструкции импорта. После подключения, ваш код может скомпилироваться, потому что ваш код соединяется с кодом библиотеки, т.е. компилируется на его основе. В результате вы получаете бинарный код библиотеки и ваш код программы, который лежит отдельно. Если говорим про Джаву, то так все и остается, связывание кодов происходит дальше в джава машине в процессе выполнения программы. Но в некоторых языках связывание кода требуется до запуска программы. Процесс связывания в единый файл уже скомпилированных кусков вашего кода и кода всех остальных библиотеки называется линковкой. Т.е. линковка – это соединение кода в один большой выполнимый файл. В джаве это не требуется, а в С++, например, это достаточно тяжелый процесс, который занимает достаточно много времени.
Compile time
Это важные термины, но большинство программистов о них спотыкаются. Процесс, когда вы продумываете, и пишете код называется design time. В этот момент код не валидный, он не скомпилируется и не сработает, потому что вы прямо сейчас работаете над ним. Но вот вы остановились, сохранили его и нажали кнопку компиляции (в Eclipse компиляция происходит автоматически при сохранении). Запускается компилятор, который для каждого file.java создает file.class с бинарным кодом, который будет выполняться джава машиной. Вот этот процесс превращения называется Compile time.
�� Подпишись на наш Ютуб-канал! ��Полезные видео для программистов уже ждут тебя!
�� Выбери свой курс программирования! �� Путь к карьере программиста начинается здесь!
Во время Compile time машина ищет все используемые библиотеки. Если находит – компилирует их, если не находит или если в вашем коде есть ошибки, появляется сообщение типа «Ошибка компилятора». Ошибки, произошедшие в это время, называются ошибками Compile time или ошибками компиляции. Тут мы видим, что за ошибка: не нашла библиотеку или ошибка в коде, присвоение неправильного типа, забытые структуры языка и пр. Если вы видите ошибку компиляции (не warning, а именно error), то на выходе вы не получаете никаких классов, чаще всего они остаются старыми. Итак, Compile time – это время, когда исходный код превращается в бинарный. Поиском соответствий занимается джава компилятор.
Runtime
Вот вы скомпилировали код, у вас лежит связка файлов, теперь их нужно запустить. Вы запускаете Джава машину (сами или это делает IDE) и в нее загружаете ваши файлы с командой Запустить. Все, что происходит в это время и дальше называется runtime.
В чем особенность. На моменте Compile time зависимости от ваших библиотек находит компилятор, у него своя система соответствия, по которой происходит компиляция. А вот в runtime зависимости от библиотек ищет уже джава машина и у нее может быть совсем другой набор мест, где нужно искать. Поэтому довольно часто получается, что после запуска программист видит, что класс не найден. Это вызывает удивление, ведь все скомпилировалось, значит все хорошо. Так получается, потому compile time и untime — абсолютно разные процессы и выполняют их разные программы. Компайл тайм делает компилятор, а рантайм делает джава машина. Поэтому программа может компилироваться без ошибок, но потом падать на этапе запуска. Это нормально, потому что компилятор не может проверить за вас правильность программы. Иначе зачем бы тогда были нужны программисты?