6.10. Что такое транслятор, компилятор, интерпретатор?
Трансляторы реализуются в виде компиляторов или интерпретаторов. С точки зрения выполнения работы компилятор и интерпретатор существенно различаются.
Компилятор (англ. compiler — составитель, собиратель) читает всю программу целиком, делает ее перевод и создает законченный вариант программы на машинном языке, который затем и выполняется.
Интерпретатор (англ. interpreter — истолкователь, устный переводчик) переводит и выполняет программу строка за строкой.
После того, как программа откомпилирована, ни сама исходная программа, ни компилятор более не нужны. В то же время программа, обрабатываемая интерпретатором, должна заново переводиться на машинный язык при каждом очередном запуске программы.
| Откомпилированные программы работают быстрее, но интерпретируемые проще исправлять и изменять. |
Каждый конкретный язык ориентирован либо на компиляцию, либо на интерпретацию — в зависимости от того, для каких целей он создавался. Например, Паскаль обычно используется для решения довольно сложных задач, в которых важна скорость работы программ. Поэтому данный язык обычно реализуется с помощью компилятора.
С другой стороны, Бейсик создавался как язык для начинающих программистов, для которых построчное выполнение программы имеет неоспоримые преимущества.
Иногда для одного языка имеется и компилятор, и интерпретатор. В этом случае для разработки и тестирования программы можно воспользоваться интерпретатором, а затем откомпилировать отлаженную программу, чтобы повысить скорость ее выполнения.
Разница между компилятором и интерпретатором
Какая разница между компилятором и интерпретатором? Может ли язык программирования иметь и компилятор и интерпретатор?
Отслеживать
11.5k 8 8 золотых знаков 42 42 серебряных знака 69 69 бронзовых знаков
задан 23 дек 2016 в 8:09
Salut Amigo Salut Amigo
540 1 1 золотой знак 3 3 серебряных знака 18 18 бронзовых знаков
23 дек 2016 в 8:14
Бейсик имел традиционно много разных компиляторов и интерпретаторов.
23 дек 2016 в 8:24
– user181100
23 дек 2016 в 8:40
3 ответа 3
Сортировка: Сброс на вариант по умолчанию
Чтобы опеределить разницу, давайте узнаем, что это такое:
Компиля́тор — программа или техническое средство, выполняющее компиляцию.
Компиля́ция — трансляция программы, составленной на исходном языке высокого уровня, в эквивалентную программу на низкоуровневом языке, близком машинному коду (абсолютный код, объектный модуль, иногда на язык ассемблера). Входной информацией для компилятора (исходный код) является описание алгоритма или программа на предметно-ориентированном языке, а на выходе компилятора — эквивалентное описание алгоритма на машинно-ориентированном языке (объектный код). Википедия
Интерпрета́тор — программа (разновидность транслятора), выполняющая интерпретацию.
Интерпрета́ция — пооператорный (покомандный, построчный) анализ, обработка и тут же выполнение исходной программы или запроса (в отличие от компиляции, при которой программа транслируется без её выполнения). Википедия
Таким образом, можно заключить, что компилятор преобразует исходный код к близкому к машинному коду. Интерпретатор же, позволяет выполнять некоторое представление программы, налету преобразуя в машинный код.
Если взять язык java , то он имеет, как компилятор, так и интерпретатор. Компилятор преобразует исходный код в байткод. А байткод в начальной стадии выполнения программы обрабатывается интерпретатором.
Компилятор, это отдельная программа javac , интерпретатор же встроен в jvm . Помимо обычного компилятора, в jvm присутствует just-in-time компиляция. т.к. интерпретация довольно медленна, то горячие места в программе компилируются в машинный код jit компилятором, тем самым ускоряя выполнение.
Компиляция и интерпретация кода: что это такое и в чем разница
Наши компьютеры — это переключатели, для которых мы пишем инструкции. При этом для их работы мы пишем тексты на английском (ну или русском, если мы говорим про 1С) языке. Рассказываем, как наши изощренные языковые инструкции превращаются в примитивный двоичный код, при этом абсолютно не теряя смысла.
Это адаптированный перевод статьи A Deeper Inspection Into Compilation And Interpretation от разработчика Vaidehi Joshi из компании Vimeo. Повествование ведется от имени автора.
Если у вас нет способа говорить с компьютером на человеческом языке, то вы вынуждены писать машинный код. При этом даже после появления первых компьютеров программирование как таковое появилось не сразу: тогда вычислительные устройства весили по 13 тонн, занимали комнату, стоили миллионы долларов, а годились только для выполнения арифметических операций.
Бесплатные курсы по программированию в Хекслете
- Освойте азы современных языков программирования
- Изучите работу с Git и командной строкой
- Выберите себе профессию или улучшите навыки
Когда одна программистка из Гарварда научила компьютер понимать инструкции, которые похожи на человеческую речь, ее открытием просто никто не воспользовался — люди не понимали, зачем это нужно. Инженеры 50-х не могли даже представить себе мир, в котором компьютеры выполняют инструкции, а не считают формулы.
Чтобы понять упрямство людей того времени, пройдем вместе с ними этот тернистый путь, выстланный перфокартами.
Все объединяет идея языков
Машинный код в конечном итоге является языком, пусть и очень простым. Код, который пишут программисты, тоже написан на каком-то языке. Если смотреть на два этих кода — машинный и созданный разработчиками, как на два текста на разных языках, становится очевидным, что нам нужен переводчик.
Давайте на минуту представим такой переводчик. Он обязан сохранить смысл текста, но чтобы сделать это хорошо, он также должен:
- Проверить текст на ошибки
- Сделать лексический и синтаксический анализ
- Сохранить результат перевода.
Теперь становится понятно, почему инженерам прошлого, которые до этого видели только калькуляторы, сложно было представить себе переводчик между языками. К счастью для нас, эти трудности не напугали парочку бунтарей — Грейс Хоппер и Стива Рассела. Они работали в разных лабораториях, но оба пошли наперекор начальству и придумали те переводчики, которыми мы пользуемся каждый день.
Чтобы познакомиться с ними, а заодно и с магией перевода, перенесемся в США прошлого века.
От цифр к словам
Преспер Эккерт и Джон Мокли делали компьютеры для военных. Сначала они работали в родном университете, но потом тот стал присваивать патенты преподавателей. Эккерту и Мокли это не понравилось, они ушли и открыли собственную фирму по продаже компьютеров.
Так они получили первый заказ от Бюро переписи населения США, но для этого им пришлось соврать по мелочи — например, занизить цену в три раза, но зато компьютер в итоге получился отличный. Еще бы, ведь над ним работали лучшие инженеры того времени.
В том числе и Грейс Хоппер.
Однажды Хоппер предложила коллегам не мучиться с машинным кодом, а говорить с компьютером на английском языке. Например, сказать ему: «Вычти подоходный налог из зарплаты». Как отреагировали ее коллеги и начальство, вы уже знаете: «Они мягко объяснили мне, что компьютеры могут решать лишь арифметические задачи и что они никогда не смогут выполнять программы», — рассказывала Хоппер в своей биографии «Grace Hopper: Navy Admiral and Computer Pioneer».
Но Грейс Хоппер не так легко сбить с толку. Эта женщина пошла на фронт добровольцем, причем исключительно благодаря напористости — ее не хотели брать из-за дефицита веса. Она закончила обучение с лучшими оценками и стала лучшим инженером штаба.
Хоппер проявила упорство и на новой работе. Она в одиночку придумала первый в мире переводчик, который позволял говорить с компьютером на английском языке. Теперь программировать могли не только математики, а кто угодно! При этом сами программы теперь можно было сделать намного более сложными.
Первым переводчиком был компилятор
Хоппер показала коллегам свой переводчик в 1952 году, и ее проигнорировали. Три года технологией никто не пользовался, пока, наконец, проект не заметили в Министерстве обороны США.
Зачем военным понадобился компьютер, который заказали в Бюро переписи населения? Зачем им нужна была технология Хоппер, на которую махнули рукой ее более авторитетные коллеги?
Дело в устройстве первого переводчика (как говорят в программировании, транслятора). Вот как работал этот транслятор:
- Хоппер писала инструкцию на английском языке — «Вычти подоходный налог»
- Компилятор переводил инструкцию в машинный код — тогда это были цифры и буквы
- Компьютер выполнял машинный код, не зная ничего про инструкцию на английском.
Как вы видите, транслятор Хоппер делал весь перевод текста за один подход. Транслятор, который делает весь перевод за один раз, называется компилятором. Это важный момент, потому что мы познакомимся и с другим видом трансляторов, интерпретатором, но для этого нужно подробнее изучить именно работу компиляторов.
Для Хоппера было важно, что благодаря компилятору инструкции можно было писать на языке программирования, похожим на человеческий — это был прообраз COBOL. Военных интересовало другое: в результате работы компилятора пользователь мог пользоваться программой, но не мог прочитать ее исходный код.
Военные давно искали способ делиться программами так, чтобы никто не мог узнать их исходный код. В том числе по этой причине мы до сих пор пользуемся скомпилированными программами, тогда как во времена Хоппер были только перфокарты, но принцип остался тем же.
Люди в американском правительстве считали компилятор временным решением. Однако концепция трансляторов, как и принципы языка COBOL, прочно вошли в инженерные практики на многие годы.
Но когда вы пишете код, то можете запустить его, не компилируя. Вы построчно видите выполнение кода в консоли и работаете с ошибками «на лету». Это работа интерпретатора — другого вида трансляции в машинный код.
Этот транслятор придумал другой бунтарь: его тоже отвергали авторитеты, и он тоже определил черты индустрии на многие годы. История Хоппер повторилась, но в этот раз в другом штате.
Как интерпретатор делает построчную трансляцию
На дворе идет 1958 год, компиляторы давно и успешно используются — в том числе в Массачусетском технологическом университете, где стоит IBM 704. Эта гигантская дорогая штуковина занимает всю комнату. И на ней куется Lisp — язык, на котором 30 лет после этого писался весь код для разработок в области искусственного интеллекта.
Но сейчас, в октябре 58-го, один из местных разработчиков прохлаждается вместо того, чтобы кормить адскую машину перфокартами. Он углубился в чтение статьи своего профессора и по совместительству босса, Джона Маккарти. Бездельника звали Стив Рассел.
«Потом Стив подошел ко мне и сказал: «Слушай, а почему у нас нет функции eval?». Я посмеялся конечно, и отвечаю: «Слушай, не путай теорию и практику, хорошо? Eval — это теоретическое понятие»», — Джон Маккарти для симпозиума ACM 1984 года.
Маккарти хотел как лучше, отказывая Расселу в проекте. Подумайте сами: eval — это команда, которая превращает любую строку в функцию и потом еще выполняет ее. Это два действия за один перевод! Невыполнимый трюк для транслятора, который умеет отдавать процессору только одну инструкцию за раз.
Рассел нашел решение всего за пару месяцев: он создал транслятор, который запускает код построчно. Такой транслятор и называется интерпретатором. Кстати, вы используете его и на Хекслете: пишете код и тут же запускаете без компиляции, чтобы отловить ошибки.
Построчный запуск кода — непростая задача. Потребуется скомпилировать код вручную много-много раз, прежде чем вы сможете создать свой первый интерпретатор.
Но если вы просто будете отправлять инструкции процессору построчно, то у вас не будет интерпретатора. Он отправляет результат перевода не в процессор, а обратно в программу — это позволяет создавать интересные многоступенчатые команды вроде eval .
От транслятора зависит не только опыт программиста, но и опыт пользователя. Как запустить код на любой операционной системе? Какой транслятор работает быстрее? Ответ в следующем разделе статьи.
Транслятор влияет на опыт пользователя
Представьте, что вы проходите уроки по циклам и решаете там задачи. Однажды вам попадается интересный ответ другого студента, поэтому вы копируете его код в редактор и смотрите на вывод в консоли.
Вы, как пользователь кода, запустили программу через интерпретатор. Так как это программа от студента и для студента, то здорово, что код не скомпилирован в исполняемый файл: вы можете посмотреть и отредактировать его.
Еще нам неважно, что у другого студента MacOS, а у вас — Windows: интерпретатор берет всю работу по совместимости на себя, для работы кода важно, чтобы у всех стоял интерпретатор.
Интерпретация идеальна для распространения небольших программ, но для больших проектов не подойдет.
Для крупных проектов выбирают компиляцию: компиляция быстрее и безопаснее, хотя времени на этот процесс может уйти очень много. Только вот придется озаботиться проблемами совместимости, хотя мы уже привыкли устанавливать только подходящие нашему железу и софту программы.
Компилятор и интерпретатор делают одну и ту же работу, так почему компилятор быстрее?
Компиляция работает быстрее интерпретации, потому что компилятор запускается только один раз: делает перевод и отдает его процессору. Интерпретатор же запускается на каждой строке кода и нужен при каждом запуске программы. Кроме того, программный код в компиляторе уже переведен в машинный, поэтому требуется намного меньше времени для его исполнения.
За последние десять минут мы прошли путь, который занял у программистов двенадцать лет, но оно стоило того: мы научили машины говорить с нами на одном языке.
Бесплатные курсы по программированию в Хекслете
- Освойте азы современных языков программирования
- Изучите работу с Git и командной строкой
- Выберите себе профессию или улучшите навыки
Язык программирования Python. Часть 2. Компиляторы и Интерпретаторы
При взаимодействии человека и компьютера мостиком выступает высокоуровневый язык программирования. Высокоуровневые языки программирования создаются такими, чтобы писать на их было удобно человеку, компьютер такие языки не понимает. Компьютер — вычислительная машина, для которой понятны только наборы из нулей и единиц.
Так как же превратить наш исходный код во что-то, что могут прочитать компьютеры? Совсем, как в реальной жизни, для перевода с одного языка на другой обратиться к переводчикам. В программировании их называют трансляторами – это компилятор и интерпретатор. Оба делают перевод исходного кода в машинный, но делают это по-разному.
Компилятором называется транслятор, который получает файл с кодом, расшифровывает его и переводит в машинные коды целиком. Получается исполняемый файл, который можно запустить внутри той или иной операционной системы (например, исполняемый файл .exe для запуска в MS Windows). В результате работы компилятора пользователь может пользоваться программой, но не может прочитать ее исходный код.
Первый готовый к работе Компилятор был представлен в 1952 году Грейс Хоппер — американским учёным и коммодором флота США.
Интерпретатор – это транслятор, который запускает код построчно. Интерпретатор получает команду, написанную на языке программирования, читает ее и сразу же выполняет. Условно его работа может выполняться в интерактивном или пакетном режимах.
Интерактивный режим еще называют циклом «чтения – исполнения – печати» (Read-eval-print loop или REPL). Пользователь пишет в консоли какую-то команду и как только нажимает клавишу Enter, команда выполняется. Такой режим используют для быстрых подсчетов, отправки запросов и других действий, которым достаточно одной команды.
Пакетный режим используется для более крупных задач, которые неудобно писать построчно и выполнять сразу же. Пользователь пишет код в файле и сохраняет его с нужным расширением. Интерпретатор получает файл, построчно считывает написанный там код и выполняет его.
Первый Интерпретатор был создан в 1958 году Стивом Расселом — американским ученым-программистом, наиболее известным благодаря созданию «Spacewar!», одной из самых ранних видеоигр.
Интерпретатор можно сравнить с синхронным переводчиком, который сразу же озвучивает перевод. А компилятор — с литературным переводчиком, который переводит тексты, а потом отправляет перевод тем, кто будет с ним работать.
Компилятор и интерпретатор делают одну и ту же работу и у вас может возникнуть логичный вопрос — а что же лучше? Процесс компиляции или интерпретации? Тут нет очевидного ответа, ведь если бы он был, то один из этих трансляторов давно бы перестал существовать. У каждого из них есть свои преимущества и недостатки.
Интерпретация подходит для распространения небольших программ. При этом запускать интерпретируемую программу можно на любом процессоре или платформе – MacOS или Windows, например. Интерпретатор берет всю работу по совместимости на себя, для работы кода важно одно — чтобы у всех стоял интерпретатор.
Для крупных проектов выбирают компиляцию: она быстрее и безопаснее. Однако в этом случае придется позаботиться о совместимости, хотя мы уже привыкли устанавливать только подходящий нашему «железу» софт.
Компиляция работает быстрее интерпретации, потому что компилятор запускается только один раз: делает перевод и отдает его процессору. Интерпретатор же запускается на каждой строке кода и нужен при каждом запуске программы. Кроме того, программный код в компиляторе уже переведен в машинный, поэтому требуется намного меньше времени для его исполнения.
Для интерпретаторов скорость является самым большим недостатком. Для каждой программы выполняется достаточно много переводов, фильтраций, что приводит к замедлению работы и мешает выполнению программного кода.
С помощью интерпретатора проще добавить дополнительные функции, не расширяя язык программирования. Также их проще переписать или перекомпилировать для новых платформ.
Написание же компилятора для процессора требует добавления множества функций, или полной переработки. Но как только компилятор написан, можно скомпилировать много интерпретаторов и на выходе получить перспективный язык.
Что все это значит для языка программирования Python?
Python является интерпретируемым высокоуровневым языком программирования. Это означает, что он наследует все описанные выше преимущества и недостатки процесса интерпретации. Отметим, что это вовсе не делает Python, как и любой другой язык программирования, «хорошим» или «плохим». Каждый язык индивидуален и добавляет свои уникальные особенности к обоим наборам.
А о том, каков именно язык программирования Python, мы расскажем в следующей статье!
Следите за продолжением…
Наш адрес: г. Могилев, ул. Чайковского, дом 11 (БЦ «БРИКС»), офис 214