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早期編譯程序是如何開發的

發布時間:2023-08-26 02:43:27

編程程序是怎麼實現的

編程的話,我的語言描述就是,

  1. 要編一個程序,那麼這個程序有它的基本語言。就像我們學習說話,先學會發音,然後組織語言;

  2. 學會了基本的語言後,我們就根據需要來編程,在編程過程當中,我們要考慮各種情況,使程序實現我們需要,如果考慮不周到,就會有漏洞,需要補上。所以在編程當中,用到最多的語言就是(如果,或者)這樣的詞彙。

  3. 把各種漏洞都堵上了,電腦執行你的指令,不管你有沒有提到其它方面,所有的程序它都要復核一邊。所以程序不要太龐大,需要簡潔,減少電腦的運行。這個就與你堵漏洞有相反的要求。如果你編寫了一個子程序,程序經常要用到這個,那麼你要考慮怎麼把這個程序精簡到最低程度。

  4. 因為電腦只能識別這個語言,所以不能夠在語法上有錯誤,它會理解不了。

  5. 說到漏洞,比如說,記事本裡面查找功能,你要找文字(J3),那麼它把(J33),(J32)裡面的也找了,如果你在裡面替換什麼內容的話,就會出現問題。這個問題就是你要考慮的,怎麼把漏洞堵上,不發生這樣的問題。

  6. 所以我認為編程就是你對這個程序的理解程度考驗。至於基本語言你學會就好,你要做的就是把你想說的話,翻譯成電腦能夠聽懂的話。要說明,什麼不能夠做,什麼應當做,一一交代清楚,只要說漏了一句,電腦就不按你的思路走了。(電腦不會思考,你要做的就是讓電腦按你的思路走。)

② C語言文件的編譯與執行的四個階段並分別描述

開發C程序有四個步驟:編輯、編譯、連接和運行。

任何一個體系結構處理器上都可以使用C語言程序,只要該體系結構處理器有相應的C語言編譯器和庫,那麼C源代碼就可以編譯並連接到目標二進制文件上運行。

1、預處理:導入源程序並保存(C文件)。

2、編譯:將源程序轉換為目標文件(Obj文件)。

3、鏈接:將目標文件生成為可執行文件(EXE文件)。

4、運行:執行,獲取運行結果的EXE文件。

(2)早期編譯程序是如何開發的擴展閱讀:

將C語言代碼分為程序的幾個階段:

1、首先,源代碼文件測試。以及相關的頭文件,比如stdio。H、由預處理器CPP預處理為.I文件。預編譯的。文件不包含任何宏定義,因為所有宏都已展開,並且包含的文件已插入。我歸檔。

2、編譯過程是對預處理文件進行詞法分析、語法分析、語義分析和優化,生成相應的匯編代碼文件。這個過程往往是整個程序的核心部分,也是最復雜的部分之一。

3、匯編程序不直接輸出可執行文件,而是輸出目標文件。匯編程序可以調用LD來生成可以運行的可執行程序。也就是說,您需要鏈接大量的文件才能獲得「a.out」,即最終的可執行文件。

4、在鏈接過程中,需要重新調整其他目標文件中定義的函數調用指令,而其他目標文件中定義的變數也存在同樣的問題。

③ 最早的C語言編譯器是什麼做的

匯編。這真的是最早最早的。

准確的來說,這和編譯器的開發有關,不用說太細,很麻煩怕你不懂。你現在假設第一個編譯器是用會變寫出來的,它的功能很簡單,就是解釋簡單一種類似於C語言的高級語言,但是這種所謂的高級語言還沒有完全擁有C語言的所有特性。只有比較簡單核心功能,比如能把文本文件的高級語言轉換成機器代碼並且執行。

有了這個原型之後,就可以用這個編譯器來解釋簡單C程序,就可以用C重寫編寫一個新的編譯器,這樣就有更多的C的功能。於是,從此之後就用現有的編譯器解釋更復雜的語言,用更復雜的語言寫出更好的編譯器,然後不斷這樣迭代。這確實是編譯器的演變。

然後最後一個問題就是當一個新的CPU發明過後,怎麼辦,需要重寫又從匯編開始寫編譯器嗎?答案是不用。假設你有一個CPU A執行一些代碼,你用匯編寫了一個基礎的C編譯器,然後用C寫出了更復雜的編譯器,接受更復雜的C功能,然後不斷循環演化。現在你有了CPU B,CPU B和CPU A執行兩套完全不同的代碼,那如何讓CPU B的機器也可以變異C語言呢?因為現在A上面已經可以運行非常復雜的C語言程序了,所以你可以在A上面開發一個編譯器把C語言程序轉化為CPU B的執行代碼。然後用這個程序,直接編譯你的C語言編譯器,再把這個程序轉換到有B命令集的電腦上面,這樣你就開發出了B電腦需要的C語言編譯器。

所以除非你真的是活在非常早起的人類。否在現在的編譯器基本上都利用這種原理直接編譯已經用C語言或者其它高級語言寫好的代碼來產生新的編譯器就行了。理論上可以只使用C語言來開發C的編譯器,不過處於一些歷史原因和底層效率等因素的考量,部分代碼還是使用匯編來實現的。

我舉得不過是一個例子,不一定是真實的C語言編譯的進化,何況有這么多不同的C語言編譯器,每一個的發展歷史都有小的不同。但是基本上都是利用了這種編譯器編譯新的編譯器的思想來實現了。而這樣回溯回去,最早的編譯器只能使用匯編來些。而其實最早的匯編語言的編譯器就只能使用機器語言來寫了。不過都是先處理簡單的轉換任務,有了這個核心功能過後,就可以寫程序轉換更復雜的語法。然後越來越復雜。就有了各種各樣的高級語言編譯器了。

④ 開發一個c語言程序要經過哪四個步驟

開發一個C語言程序需要經過的四個步驟:編輯、編譯、連接、運行。

C語言程序可以使用在任意架構的處理器上,只要那種架構的處理器具有對應的培羨纖C語言編譯器和庫,然後將C源代碼編配仿譯、連接成目標二進制文件之後即可運行。

1、預處理:輸入源程序並保存(.C文件)。

2、編譯:將源程序翻譯為目標文件(.OBJ文件)。

3、鏈接:將目標文件生成可執行文件(.EXE文件)。

4、運行:執行.EXE文件,得到運行結果。

(4)早期編譯程序是如何開發的擴展閱讀:

C語言代碼變為程序的幾個階段:

1、首先是源代碼文件test.c和相關的頭文件,如stdio.h等被預處理器cpp預處理成一個.i文件。經過預編譯後的.i文件不包含任何宏定義,因為所有的宏已經被展開,並且包含的文件也已經被插入到.i文件中。

2、編譯過程就是把預處理完的文件進行一系列的詞法分析、語法分析、語義分析以及優化後產生相應的匯編代碼文件,這個過程往往是我們所說的整個程序的構建的核心部分,也是最復雜的部分之一。派胡

3、匯編器不直接輸出可執行文件而是輸出一個目標文件,匯編器可以調用ld產生一個能夠運行的可執行程序。即需要將一大堆文件鏈接起來才可以得到「a.out」,即最終的可執行文件。

4、在鏈接過程中,對其他定義在目標文件中的函數調用的指令需要被重新調整,對實用其他定義在其他目標文件的變數來說,也存在同樣問題。

參考資料來源:網路-c語言

⑤ 世界上第一個語言編譯程序是用什麼語言編寫的

數字電子計算機,在1946年誕生,那時還沒有編譯程序,一台計算機就是一個程序,修改程序,就是直接修該內存的指令(電路).後來,出現了匯編程序(當然用機器語言寫的),匯編語言就出現了,在後來就有了高級語言.至於第一個編譯程序,嚴格來說匯編程序也是編譯程序,所以是用機器語言寫的.

⑥ 程序開發的四個步驟

1、定義程序目標。在開始寫程序之前,應對希望程序要做什麼有一個清晰的想法。考慮程序需要的信息,程序需要進行的計算和操作,以及程序應該向你報告的信息。在這一規劃階老液段,應該用一般概念來考慮問題,而不是一些具體的計算機語言術語來考慮。
2、設計程序。在對程序需要完成的事情有一個概念性的認識後,就應該決定程序要如何完成它,用戶界面應該是怎麼樣的,程序應該如何組織,目標用戶是誰,有多長的時間來完成實現這個程序等等。
3、編寫代碼。在程序有了清晰的設計後,就可以通過編寫代碼來實現它了。也就是說,將設計構思轉變為C語言。一般來說,需要使用文本編輯器來創建一種稱為源代碼的文件,該文件包含程序設計的C實現形式。
4、編譯源代碼。編譯細節取決於編程環境,編譯器還檢查程序是否為有效的C語言程序。
5、運行程序。一般來說,可執行文件就是打開之後可以直接能夠運行的文件。
6、測試和調試程序。程序能夠正常運行那是極好的,但有時候它也可能運行不正確。因此,應該進行檢查,看程序是否存在錯誤。姿睜
7、維護和修改程序。在為自己或為別人跡含歲創建程序後,該程序可能會有更廣泛的應用。如果是這樣,可能會發現需要對其進行更改,也就是項目的維護和修改。

⑦ 請問編寫軟體的第一個語言程序是如何誕生的

早期的計算機軟體都是用匯編語言直接編寫的,這種狀況持續了數年。當人們發現為不同類型的CPU編寫可重用軟體的開銷要明顯高於編寫編譯器時,人們發明了高級編程語言。由於早期的計算機的內存很少,當大家實現編譯器時,遇到了許多技術難題。

大約在20世紀50年代末期,與機器無關的編程語言被首次提出。隨後,人們開發了幾種實驗性質的編譯器。第一個編譯器是由Grace Hopper於1952年為A-0語言編寫的。通常認為,1957年由IBM的約翰·巴科斯領導的FORTRAN團隊介紹了第一個完整的編譯器。1960年,COBOL成為一種較早的能在多種架構下被編譯的語言。

高級語言在許多領域流行起來。由於新的編程語言支持的功能越來越多,計算機的架構越來越復雜,這使得編譯器也越來越復雜。

早期的編譯器是用匯編語言編寫的。首個能編譯自己源程序的編譯器是在1962年由麻省理工學院的Hart和Levin製作的。從20世紀70年代起,實現能編譯自己源程序的編譯器變得越來越可行,不過還是用Pascal和C語言來實現編譯器更加流行。製作某種語言的第一個能編譯器,要麼需要用其它語言來編寫,要麼就像Hart和Levin製作Lisp編譯器那樣,用解釋器來運行編譯器。
引自 : 維基網路

⑧ 誰能簡單闡述下java編譯執行的過程

Java虛擬機(JVM)是可運行Java代碼的假想計算機。

只要根據JVM規格描述將解釋器移植到特定的計算機上,就能保證經過編譯的任何Java代碼能夠在該系統上運行。

本文首先簡要介紹從Java文件的編譯到最終執行的過程,隨後對JVM規格描述作一說明。

一.Java源文件的編譯、下載、解釋和執行

Java應用程序的開發周期包括編譯、下載、解釋和執行幾個部分。

Java編譯程序將Java源程序翻譯為JVM可執行代碼?位元組碼。

這一編譯過程同C/C++的編譯有些不同。

當C編譯器編譯生成一個對象的代碼時,該代碼是為在某一特定硬體平台運行而產生的。

因此,在編譯過程中,編譯程序通過查表將所有對符號的引用轉換為特定的內存偏移量,以保證程序運行。

Java編譯器卻不將對變數和方法的引用編譯為數值引用,也不確定程序執行過程中的內存布局,而是將這些符號引用信息保留在位元組碼中,由解釋器在運行過程中創立內存布局,然後再通過查表來確定一個方法所在的地址。

這樣就有效的保證了Java的可移植性和安全性。

運行JVM位元組碼的工作是由解釋器來完成的。

解釋執行過程分三部進行:代碼的裝入、代碼的校驗和代碼的執行。

裝入代碼的工作由"類裝載器"(classloader)完成。

類裝載器負責裝入運行一個程序需要的所有代碼,這也包括程序代碼中的類所繼承的類和被其調用的類。

當類裝載器裝入一個類時,該類被放在自己的名字空間中。

除了通過符號引用自己名字空間以外的類,類之間沒有其他辦法可以影響其他類。

在本台計算機上的所有類都在同一地址空間內,而所有從外部引進的類,都有一個自己獨立的名字空間。

這使得本地類通過共享相同的名字空間獲得較高的運行效率,同時又保證它們與從外部引進的類不會相互影響。

當裝入了運行程序需要的所有類後,解釋器便可確定整個可執行程序的內存布局。

解釋器為符號引用同特定的地址空間建立對應關系及查詢表。

通過在這一階段確定代碼的內存布局,Java很好地解決了由超類改變而使子類崩潰的問題,同時也防止了代碼對地址的非法訪問。

隨後,被裝入的代碼由位元組碼校驗器進行檢查。

校驗器可發現操作數棧溢出,非法數據類型轉化等多種錯誤。

通過校驗後,代碼便開始執行了。

Java位元組碼的執行有兩種方式:

1.即時編譯方式:解釋器先將位元組碼編譯成機器碼,然後再執行該機器碼。

2.解釋執行方式:解釋器通過每次解釋並執行一小段代碼來完成Java位元組碼程序的所有操作。

通常採用的是第二種方法。

由於JVM規格描述具有足夠的靈活性,這使得將位元組碼翻譯為機器代碼的工作

具有較高的效率。

對於那些對運行速度要求較高的應用程序,解釋器可將Java位元組碼即時編譯為機器碼,從而很好地保證了Java代碼的可移植性和高性能。

二.JVM規格描述

JVM的設計目標是提供一個基於抽象規格描述的計算機模型,為解釋程序開發人員提很好的靈活性,同時也確保Java代碼可在符合該規范的任何系統上運行。

JVM對其實現的某些方面給出了具體的定義,特別是對Java可執行代碼,即位元組碼(Bytecode)的格式給出了明確的規格。

這一規格包括操作碼和操作數的語法和數值、標識符的數值表示方式、以及Java類文件中的Java對象、常量緩沖池在JVM的存儲映象。

這些定義為JVM解釋器開發人員提供了所需的信息和開發環境。

Java的設計者希望給開發人員以隨心所欲使用Java的自由。

JVM定義了控制Java代碼解釋執行和具體實現的五種規格,它們是:

JVM指令系統

JVM寄存器

JVM棧結構

JVM碎片回收堆

JVM存儲區

2.1JVM指令系統

JVM指令系統同其他計算機的指令系統極其相似。

Java指令也是由操作碼和操作數兩部分組成。

操作碼為8位二進制數,操作數進緊隨在操作碼的後面,其長度根據需要而不同。

操作碼用於指定一條指令操作的性質(在這里我們採用匯編符號的形式進行說明),如iload表示從存儲器中裝入一個整數,anewarray表示為一個新數組分配空間,iand表示兩個整數的"與",ret用於流程式控制制,表示從對某一方法的調用中返回。

當長度大於8位時,操作數被分為兩個以上位元組存放。

JVM採用了"bigendian"的編碼方式來處理這種情況,即高位bits存放在低位元組中。

這同Motorola及其他的RISCCPU採用的編碼方式是一致的,而與Intel採用的"littleendian"的編碼方式即低位bits存放在低位位元組的方法不同。

Java指令系統是以Java語言的實現為目的設計的,其中包含了用於調用方法和監視多先程系統的指令。

Java的8位操作碼的長度使得JVM最多有256種指令,目前已使用了160多種操作碼。

2.2JVM指令系統

所有的CPU均包含用於保存系統狀態和處理器所需信息的寄存器組。

如果虛擬機定義較多的寄存器,便可以從中得到更多的信息而不必對棧或內存進行訪問,這有利於提高運行速度。

然而,如果虛擬機中的寄存器比實際CPU的寄存器多,在實現虛擬機時就會佔用處理器大量的時間來用常規存儲器模擬寄存器,這反而會降低虛擬機的效率。

針對這種情況,JVM只設置了4個最為常用的寄存器。

它們是:

pc程序計數器

optop操作數棧頂指針

frame當前執行環境指針

vars指向當前執行環境中第一個局部變數的指針

所有寄存器均為32位。

pc用於記錄程序的執行。

optop,frame和vars用於記錄指向Java棧區的指針。

2.3JVM棧結構

作為基於棧結構的計算機,Java棧是JVM存儲信息的主要方法。

當JVM得到一個Java位元組碼應用程序後,便為該代碼中一個類的每一個方法創建一個棧框架,以保存該方法的狀態信息。

每個棧框架包括以下三類信息:

局部變數

執行環境

操作數棧

局部變數用於存儲一個類的方法中所用到的局部變數。

vars寄存器指向該變數表中的第一個局部變數。

執行環境用於保存解釋器對Java位元組碼進行解釋過程中所需的信息。

它們是:上次調用的方法、局部變數指針和操作數棧的棧頂和棧底指針。

執行環境是一個執行一個方法的控制中心。

例如:如果解釋器要執行iadd(整數加法),首先要從frame寄存器中找到當前執行環境,而後便從執行環境中找到操作數棧,從棧頂彈出兩個整數進行加法運算,最後將結果壓入棧頂。

操作數棧用於存儲運算所需操作數及運算的結果。

2.4JVM碎片回收堆

Java類的實例所需的存儲空間是在堆上分配的。

解釋器具體承擔為類實例分配空間的工作。

解釋器在為一個實例分配完存儲空間後,便開始記錄對該實例所佔用的內存區域的使用。

一旦對象使用完畢,便將其回收到堆中。

在Java語言中,除了new語句外沒有其他方法為一對象申請和釋放內存。

對內存進行釋放和回收的工作是由Java運行系統承擔的。

這允許Java運行系統的設計者自己決定碎片回收的方法。

在SUN公司開發的Java解釋器和HotJava環境中,碎片回收用後台線程的方式來執行。

這不但為運行系統提供了良好的性能,而且使程序設計人員擺脫了自己控制內存使用的風險。

2.5JVM存儲區

JVM有兩類存儲區:常量緩沖池和方法區。

常量緩沖池用於存儲類名稱、方法和欄位名稱以及串常量。

方法區則用於存儲Java方法的位元組碼。

對於這兩種存儲區域具體實現方式在JVM規格中沒有明確規定。

這使得Java應用程序的存儲布局必須在運行過程中確定,依賴於具體平台的實現方式。

JVM是為Java位元組碼定義的一種獨立於具體平台的規格描述,是Java平 *** 立性的基礎。

目前的JVM還存在一些限制和不足,有待於進一步的完善,但無論如何,JVM的思想是成功的。

對比分析:如果把Java原程序想像成我們的C++原程序,Java原程序編譯後生成的位元組碼就相當於C++原程序編譯後的80x86的機器碼(二進製程序文件),JVM虛擬機相當於80x86計算機系統,Java解釋器相當於80x86CPU。

在80x86CPU上運行的是機器碼,在Java解釋器上運行的是Java位元組碼。

Java解釋器相當於運行Java位元組碼的「CPU」,但該「CPU」不是通過硬體實現的,而是用軟體實現的。

Java解釋器實際上就是特定的平台下的一個應用程序。

只要實現了特定平台下的解釋器程序,Java位元組碼就能通過解釋器程序在該平台下運行,這是Java跨平台的根本。

當前,並不是在所有的平台下都有相應Java解釋器程序,這也是Java並不能在所有的平台下都能運行的原因,它只能在已實現了Java解釋器程序的平台下運行。

⑨ 編譯器的歷史

20世紀50年代,IBM的John Backus帶領一個研究小組對FORTRAN語言及其編譯器進行開發。但由於當時人們對編譯理論了解不多,開發工作變得既復雜又艱苦。與此同時,Noam Chomsky開始了他對自然語言結構的研究。他的發現最終使得編譯器的結構異常簡單,甚至還帶有了一些自動化。Chomsky的研究導致了根據語言文法的難易程度以及識別它們所需要的演算法來對語言分類。正如Chomsky架構(Chomsky Hierarchy),它包括了文法的四個層次:0型文法、1型文法、2型文法和3型文法,且其中的每一個都是其前者的特殊情況。2型文法(或上下文無關文法)被證明是程序設計語言中最有用的,而且今天它已代表著程序設計語言結構的標准方式。分析問題(parsing problem,用於上下文無關文法識別的有效演算法)的研究是在60年代和70年代,它相當完善的解決了這個問題。它已是編譯原理中的一個標准部分。
有限狀態自動機(Finite Automation)和正則表達式(Regular Expression)同上下文無關文法緊密相關,它們與Chomsky的3型文法相對應。對它們的研究與Chomsky的研究幾乎同時開始,並且引出了表示程序設計語言的單詞的符號方式。
人們接著又深化了生成有效目標代碼的方法,這就是最初的編譯器,它們被一直使用至今。人們通常將其稱為優化技術(Optimization Technique),但因其從未真正地得到過被優化了的目標代碼而僅僅改進了它的有效性,因此實際上應稱作代碼改進技術(Code Improvement Technique)。
當分析問題變得好懂起來時,人們就在開發程序上花費了很大的功夫來研究這一部分的編譯器自動構造。這些程序最初被稱為編譯器的編譯器(Compiler-compiler),但更確切地應稱為分析程序生成器(Parser Generator),這是因為它們僅僅能夠自動處理編譯的一部分。這些程序中最著名的是Yacc(Yet Another Compiler-compiler),它是由Steve Johnson在1975年為Unix系統編寫的。類似的,有限狀態自動機的研究也發展了一種稱為掃描程序生成器(Scanner Generator)的工具,Lex(與Yacc同時,由Mike Lesk為Unix系統開發)是這其中的佼佼者。
在20世紀70年代後期和80年代早期,大量的項目都貫注於編譯器其它部分的生成自動化,這其中就包括了代碼生成。這些嘗試並未取得多少成功,這大概是因為操作太復雜而人們又對其不甚了解。
編譯器設計最近的發展包括:首先,編譯器包括了更加復雜演算法的應用程序它用於推斷或簡化程序中的信息;這又與更為復雜的程序設計語言的發展結合在一起。其中典型的有用於函數語言編譯的Hindley-Milner類型檢查的統一演算法。其次,編譯器已越來越成為基於窗口的交互開發環境(Interactive Development Environment,IDE)的一部分,它包括了編輯器、連接程序、調試程序以及項目管理程序。這樣的IDE標准並沒有多少,但是對標準的窗口環境進行開發已成為方向。另一方面,盡管在編譯原理領域進行了大量的研究,但是基本的編譯器設計原理在近20年中都沒有多大的改變,它正迅速地成為計算機科學課程中的中心環節。
在20世紀90年代,作為GNU項目或其它開放源代碼項目標一部分,許多免費編譯器和編譯器開發工具被開發出來。這些工具可用來編譯所有的計算機程序語言。它們中的一些項目被認為是高質量的,而且對現代編譯理論感興趣的人可以很容易的得到它們的免費源代碼。
大約在1999年,SGI公布了他們的一個工業化的並行化優化編譯器Pro64的源代碼,後被全世界多個編譯器研究小組用來做研究平台,並命名為Open64。Open64的設計結構好,分析優化全面,是編譯器高級研究的理想平台。
編譯器相關專業術語: 1. compiler編譯器;編譯程序 2. on-line compiler 連線編譯器 3. precompiler 預編譯器 4. serial compiler 串列編譯器 5. system-specific compiler 特殊系統編譯器 6. Information Presentation Facility Compiler 信息展示設施編譯器 7. Compiler Monitor System 編譯器監視系統

⑩ 第一個 C 語言編譯器是用什麼語言編寫的

第一個C語言編譯器(簡單的編譯器)是用匯編完成的,後來的完整C語言編譯器是用C語言編寫的(也就是由簡單的編譯器編譯)。

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