軟體編譯設計

① 計算機軟體編程是什麼

1、計算機編程是一個與分析創建源代碼有關的領域，可以用來配置計算機系統。計算機程序員可以選擇在多種編程功能中發揮作用，或者專門從事家庭或工作場所計算機的開發、支持或維護方面的工作。

2、計算機程序員通常專注於軟體的開發，使人們能夠執行廣泛的功能。家庭和辦公室中使用的所有在線功能都源於一個或一組程序員。

編程是編定程序的中文簡稱，就是讓計算機代碼解決某個問題，對某個計算體系規定一定的運算方式，使計算體系按照該計算方式運行，並最終得到相應結果的過程。

為了使計算機能夠理解人的意圖，人類就必須將需解決的問題的思路、方法和手段通過計算機能夠理解的形式告訴計算機，使得計算機能夠根據人的指令一步一步去工作，完成某種特定的任務。這種人和計算體系之間交流的過程就是編程。

編程：設計具備邏輯流動作用的一種「可控體系」【註：編程不一定是針對計算機程序而言的，針對具備邏輯計算力的體系，都可以算編程。】

執行原理

計算機對除機器語言以外的源程序不能直接識別、理解和執行，都必須通過某種方式轉換為計算機能夠直接執行的。

這種將高級程序設計語言編寫的源程序轉換到機器目標程序的方式有兩種：解釋方式和編譯方式。

解釋方式下，計算機對高級語言書寫的源程序一邊解釋一邊執行，不能形成目標文件和執行文件。

編譯方式下，首先通過一個對應於所用程序設計語言的編譯程序對源程序進行處理，經過對源程序的詞法分析、語法分析、語意分析、代碼生成和代碼優化等階段將所處理的源程序轉換為用二進制代碼表示的目標程序。

然後通過連接程序處理將程序中所用的函數調用、系統功能調用等嵌入到目標程序中，構成一個可以連續執行的二進制執行文件。調用這個執行文件就可以實現程序員在對應源程序文件中所指定的相應功能。

② 一個典型的編譯程序通常由哪些部分組成

1、詞法分析

詞法分析的任務是對由字元組成的單詞進行處理，從左至右逐個字元地對源程序進行掃描，產生一個個的單詞符號，把作為字元串的源程序改造成為單詞符號串的中間程序。執行詞法分析的程序稱為詞法分析程序或掃描器。

2、語法分析

編譯程序的語法分析器以單詞符號作為輸入，分析單詞符號串是否形成符合語法規則的語法單位，如表達式、賦值、循環等，最後看是否構成一個符合要求的程序，按該語言使用的語法規則分析檢查每條語句是否有正確的邏輯結構，程序是最終的一個語法單位。

3、中間代碼生成

中間代碼是源程序的一種內部表示，或稱中間語言。中間代碼的作用是可使編譯程序的結構在邏輯上更為簡單明確，特別是可使目標代碼的優化比較容易實現。中間代碼即為中間語言程序，中間語言的復雜性介於源程序語言和機器語言之間。

4、代碼優化

代碼優化是指對程序進行多種等價變換，使得從變換後的程序出發，能生成更有效的目標代碼。所謂等價，是指不改變程序的運行結果。所謂有效，主要指目標代碼運行時間較短，以及佔用的存儲空間較小。這種變換稱為優化。

5、目標代碼生成

目標代碼生成是編譯的最後一個階段。目標代碼生成器把語法分析後或優化後的中間代碼變換成目標代碼。

(2)軟體編譯設計擴展閱讀：

編譯程序把用高級程序設計語言書寫的源程序，翻譯成等價的機器語言格式目標程序的翻譯程序。編譯程序屬於採用生成性實現途徑實現的翻譯程序。它以高級程序設計語言書寫的源程序作為輸入，而以匯編語言或機器語言表示的目標程序作為輸出。

編譯出的目標程序通常還要經歷運行階段，以便在運行程序的支持下運行，加工初始數據，算出所需的計算結果。

編譯程序的實現演算法較為復雜。這是因為它所翻譯的語句與目標語言的指令不是一一對應關系，而是一多對應關系；同時也因為它要處理遞歸調用、動態存儲分配、多種數據類型，以及語句間的緊密依賴關系。

但是，由於高級程序設計語言書寫的程序具有易讀、易移植和表達能力強等特點，編譯程序廣泛地用於翻譯規模較大、復雜性較高、且需要高效運行的高級語言書寫的源程序。