Интерпретация программирование: Интерпретация и компиляция в программировании

Содержание

Интерпретация и компиляция в программировании

2022-09-08

Одной из ключевых характеристик PHP является то, что это интерпретируемый язык программирования. С другой стороны, языки программирования наподобие C, изначально разрабатывались для компиляции. Что это значит?

Компилируется ли язык программирования или интерпретируется, на самом деле это не зависит от природы языка программирования. Любой язык программирования может интерпретироваться так называемым интерпретатором или компилироваться с помощью так называемого компилятора.

Рабочий цикл программы
Интерпретация программы
Природа интерпретатора
За и против
Заключение

При использовании любого языка программирования существует определенный рабочий цикл создания кода. Вы пишете его, запускаете, находите ошибки и отлаживаете. Таким образом, вы переписываете и дописываете программу, проверяете ее. То, о чем пойдет речь в этой статье, это «запускаемая» часть программы.

Когда пишете программу, вы хотите, чтобы ее инструкции работали на компьютере. Компьютер обрабатывает информацию с помощью процессора, который поэтапно выполняет инструкции, закодированные в двоичном формате. Как из выражения «a = 3;» получить закодированные инструкции, которые процессор может понять?

Мы делаем это с помощью компиляции. Существует специальные приложения, известные как компиляторы. Они принимают программу, которую вы написали. Затем анализируют и разбирают каждую часть программы и строят машинный код для процессора. Часто его также называют объектным кодом.

На одном из этапов процесса обработки задействуется компоновщик, принимающий части программы, которые отдельно были преобразованы в объектный код, и связывает их в один исполняемый файл. Вот схема, описывающая данный процесс:

Конечным элементом этого процесса является исполняемый файл. Когда вы запускаете или сообщаете компьютеру, что это исполняемый файл, он берет первую же инструкцию из него, не фильтрует, не преобразует, а сразу запускает программу и выполняет ее без какого-либо дополнительного преобразования. Это ключевая характеристика процесса компиляции — его результат должен быть исполняемым файлом, не требующим дополнительного перевода, чтобы процессор мог начать выполнять первую инструкцию и все следующие за ней.

Первые компиляторы были написаны непосредственно через машинный код или с использованием ассемблеров. Но цель компилятора очевидна: перевести программу в исполняемый машинный код для конкретного процессора.

Некоторые языки программирования разрабатывались с учетом компиляции. C, например, предназначался для того, чтобы дать возможность программистам с легкостью реализовать разные вещи. Но в итоге он разрабатывался таким образом, чтобы его можно было легко перевести на машинный код. Компиляция в программировании это серьезно!

Не все языки программирования учитывают это в своей концепции. Например, Java предназначался для запуска в «интерпретирующей» среде, а Python всегда должен интерпретироваться.

Альтернативой компиляции является интерпретация. Чем отличаются компиляторы и интерпретаторы? Основная разница между компилятором и интерпретатором заключается в том, как они работают. Компилятор берет всю программу и преобразует ее в машинный код, который понимает процессор.

Интерпретатор — это исполняемый файл, который поэтапно читает программу, а затем обрабатывает, сразу выполняя ее инструкции.

Другими словами, программа-интерпретатор выполняет программу поэтапно как часть собственного исполняемого файла. Объектный код не передается процессору, интерпретатор сам является объектным кодом, построенным таким образом, чтобы его можно было вызвать в определенное время.

Это ломает рабочий цикл, который был приведен на диаграмме выше. Теперь у нас есть новая диаграмма:

На ней мы видим, что в отличии от компилятора, интерпретатор всегда должен быть под рукой, чтобы мы могли вызвать его и запустить нашу программу. В некотором смысле интерпретатор становится процессором. Программы, написанные для интерпретации, называются «скриптами», потому что они являются сценариями действий для другой программы, а не прямым машинным кодом.

Например, так работают такие языки программирования, как Python. Вы пишете программу. Затем вводите код в интерпретатор Python, и он выполняет все описанные вами шаги. В командной строке вы можете ввести примерно следующее:

C:>python myprogram.py

В этой команде Python — это исполняемый файл. Вы вводите в него все, что находится в файле myprogram.py, и он выполняет эти инструкции. Компьютер не запустит myprogram.py без Python. Это не машинный код, который понимает процессор. Можно скомпилировать программы Python в объектный или машинный код и запустить его непосредственно в процессоре. Но эта процедура включает в себя компиляцию кода и добавление в качестве ее части всего интерпретатора Python.

Интерпретаторы могут создаваться по-разному. Существуют интерпретаторы, которые читают исходную программу и не выполняют дополнительной обработки. Они просто берут определенное количество строк кода за раз и выполняют его.

Некоторые интерпретаторы выполняют собственную компиляцию, но обычно преобразуют программу байтовый код, который имеет смысл только для интерпретатора. Это своего рода псевдо машинный язык, который понимает только интерпретатор.

Такой код быстрее обрабатывается, и его проще написать для исполнителя (части интерпретатора, которая исполняет), который считывает байтовый код, а не код источника.

Есть интерпретаторы, для которых этот вид байтового кода имеет более важное значение. Например, язык программирования Java «запускается» на так называемой виртуальной машине. Она является исполняемым кодом или частью программы, которая считывает конкретный байтовый код и эмулирует работу процессора. Обрабатывая байтовый код так, как если бы процессор компьютера был виртуальным процессором.

У меня есть эмулятор для игровой приставки NIntendo. Когда я загружаю ROM-файл Dragon Warrior, он форматируется в машинный код, который понимает только процессор NES. Но если я создаю виртуальный процессор, который интерпретирует байтовый код во время работы на другом процессоре, я могу запустить Dragon Warrior на любой машине с эмулятором.

Это использует концепция компиляции Java, а также все интерпретаторы. На любом процессоре, для которого я могу создать интерпретатор / эмулятор, можно запускать мои интерпретируемые программы / байтовый код. В этом заключается основное преимущество интерпретатора над компилятором.

Основным аргументом за использование процесса компиляции является скорость. Возможность компилировать любой программный код в машинный, который может понять процессор ПК, исключает использование промежуточного кода. Можно запускать программы без дополнительных шагов, тем самым увеличивая скорость обработки кода.

Но наибольшим недостатком компиляции является специфичность. Когда компилируете программу для работы на конкретном процессоре, вы создаете объектный код, который будет работать только на этом процессоре. Если хотите, чтобы программа запускалась на другой машине, вам придется перекомпилировать программу под этот процессор. А перекомпиляция может быть довольно сложной, если процессор имеет ограничения или особенности, не присущие первому. А также может вызывать ошибки компиляции.

Основное преимущество интерпретации — гибкость. Можно не только запускать интерпретируемую программу на любом процессоре или платформе, для которых интерпретатор был скомпилирован. Написанный интерпретатор может предложить дополнительную гибкость. В определенном смысле интерпретаторы проще понять и написать, чем компиляторы.

С помощью интерпретатора проще добавить дополнительные функции, реализовать такие элементы, как сборщики мусора, а не расширять язык.

Другим преимуществом интерпретаторов является то, что их проще переписать или перекомпилировать для новых платформ.

Написание компилятора для процессора требует добавления множества функций, или полной переработки. Но как только компилятор написан, можно скомпилировать кучу интерпретаторов и на выходе мы имеем перспективный язык. Не нужно повторно внедрять интерпретатор на базовом уровне для другого процессора.

Самым большим недостатком интерпретаторов является скорость. Для каждой программы выполняется так много переводов, фильтраций, что это приводит к замедлению работы и мешает выполнению программного кода.

Это проблема для конкретных real-time приложений, таких как игры с высоким разрешением и симуляцией. Некоторые интерпретаторы содержат компоненты, которые называются just-in-time компиляторами (JIT). Они компилируют программу непосредственно перед ее исполнением. Это специальные программы, вынесенные за рамки интерпретатора. Но поскольку процессоры становятся все более мощными, данная проблема становится менее актуальной.

Всегда июмейте всегда в виду, что некоторые языки программирования специально предназначены для компиляции кода, например, C. В то время как другие языки всегда должны интерпретироваться, например Java.

Для меня не имеет значения, скомпилировано что-то или интерпретировано, если оно может выполнить задачу эффективно.

Некоторые системы не предлагают технические условия для эффективного использования интерпретаторов. Поэтому вы должны запрограммировать их с помощью чего-то, что может быть непосредственно скомпилировано, например C. Иногда нужно выполнить вычисления настолько интенсивно, насколько это возможно. Например, при точном распознавании голоса роботом. В других случаях скорость или вычислительная мощность могут быть не столь критичными, и написать эмулятор на оригинальном языке может быть проще.

Сообщите мне, что бы вы предпочли: интерпретацию или компиляцию? Спасибо за уделенное время!

Пожалуйста, опубликуйте ваши комментарии по текущей теме материала. Мы крайне благодарны вам за ваши комментарии, отклики, подписки, дизлайки, лайки!

Вадим Дворниковавтор-переводчик статьи «Interpretation Versus Compilation»

Интерпретация и компиляция в программировании

2022-09-08

Рабочий цикл программы
Интерпретация программы
Природа интерпретатора
За и против
Заключение

Это ломает рабочий цикл, который был приведен на диаграмме выше. Теперь у нас есть новая диаграмма:

C:>python myprogram.py

Сообщите мне, что бы вы предпочли: интерпретацию или компиляцию? Спасибо за уделенное время!

Вадим Дворниковавтор-переводчик статьи «Interpretation Versus Compilation»

404: Страница не найдена

Страница, которую вы пытались открыть по этому адресу, похоже, не существует. Обычно это результат плохой или устаревшей ссылки. Мы извиняемся за любые неудобства.

Что я могу сделать сейчас?

Если вы впервые посещаете TechTarget, добро пожаловать! Извините за обстоятельства, при которых мы встречаемся. Вот куда вы можете пойти отсюда:

Поиск

Узнайте последние новости.
Наша домашняя страница содержит самую свежую информацию о Java-разработке.
Наша страница «О нас» содержит дополнительную информацию о сайте, на котором вы находитесь, TheServerSide.com.
Если вам нужно, свяжитесь с нами, мы будем рады услышать от вас.

Просмотр по категории

Архитектура приложения

Как выжить, когда царит развитие Waterfall
Несмотря ни на что, методология Waterfall поддерживает бесчисленное количество команд разработчиков программного обеспечения. …
Необработанный, но растущий потенциал банковского обслуживания без ядра
Несмотря на то, что банковское дело без ядра все еще является новой концепцией, оно демонстрирует большой потенциал для освобождения банков от жестких программных систем, которые…
Основы достижения высокой сплоченности и низкой связанности
Легко сказать «высокая сплоченность, низкая связанность», но так ли легко это реализовать на практике? Мы рассмотрим некоторые основы .

..

Качество ПО

Тестовые фреймворки и примеры для модульного тестирования кода Python
Модульное тестирование является важным аспектом разработки программного обеспечения. Команды могут использовать Python для модульного тестирования, чтобы оптимизировать преимущества Python…
Атрибуты эффективной стратегии тестирования базы данных
Команды должны внедрить правильную стратегию тестирования базы данных для оптимизации результатов. Изучите эффективные атрибуты тестирования базы данных…
Обновления Java 20 Project Loom готовят почву для Java LTS
Java 20 повторно инкубирует две функции масштабируемости Project Loom, что делает их главными кандидатами на то, чтобы стать стандартом в сентябрьском выпуске Java …

Облачные вычисления

Как работает маршрутизация на основе задержки в Amazon Route 53
Если вы рассматриваете Amazon Route 53 как способ уменьшить задержку, вот как работает этот сервис.
4 рекомендации, чтобы избежать привязки к поставщику облачных услуг
Без надлежащего планирования организация может оказаться в ловушке отношений с облачным провайдером. Следуйте этим …
Подходит ли вам облачная стратегия?
Стратегия, ориентированная на облачные технологии, имеет свои преимущества и недостатки. Узнайте, как избежать рисков и построить стратегию, которая …

Безопасность

Источник атаки цепочки поставок 3CX неясен, поскольку последствия продолжаются
Несколько заявлений первоначально ссылались на стороннюю библиотеку как на очевидный источник недавней атаки 3CX на цепочку поставок, но…
Почему уязвимости медицинских устройств трудно расставить по приоритетам
Уязвимости в критически важных медицинских устройствах могут привести к гибели людей. Но мнения о том, насколько серьезен риск для . ..
, расходятся.
Десктопное приложение 3CX скомпрометировано и использовано в атаке на цепочку поставок
Клиенты 3CX заметили, что несколько платформ обнаружения угроз начали помечать и блокировать настольное приложение поставщика унифицированных коммуникаций …

ПоискAWS

AWS Control Tower стремится упростить управление несколькими учетными записями
Многие организации изо всех сил пытаются управлять своей огромной коллекцией учетных записей AWS, но Control Tower может помочь. Услуга автоматизирует…
Разбираем модель ценообразования Amazon EKS
В модели ценообразования Amazon EKS есть несколько важных переменных. Покопайтесь в цифрах, чтобы убедиться, что вы развернули службу…
Сравните EKS и самоуправляемый Kubernetes на AWS Пользователи
AWS сталкиваются с выбором при развертывании Kubernetes: запустить его самостоятельно на EC2 или позволить Amazon выполнить тяжелую работу с помощью EKS.

См…

Введение в схему и ее реализацию

Введение в схему и ее реализацию — интерпретация и компиляция Перейти к первому, предыдущему, следующему, последнему разделу, оглавлению.
Языки программирования обычно реализуются интерпретаторами или компиляторы или смесь того и другого. На самом деле почти все языки реализации представляют собой смесь обоих, по крайней мере, в небольшой степени, и грань между ними удивительно размыта.
Чистый интерпретатор читает исходный текст программы, анализирует его и выполняет его по ходу дела. Обычно это очень медленно — интерпретатор тратит много времени на анализ строк символов, чтобы понять что они имеют в виду. Чистый интерпретатор должен распознавать и анализировать каждый выражение в исходном тексте каждый раз, когда оно встречается, так что оно знает, что делать дальше. Примерно так работает большинство командных оболочек. работают языки, включая оболочки UNIX и Tcl.

Чистый компилятор читает исходный текст программы и переводит его в машинный код, который приведет к выполнению программы, когда она работает. Большим преимуществом компиляторов является то, что они могут читать и проанализируйте исходную программу
один раз и сгенерируйте код, который вы можете запустить, чтобы дать тот же эффект, что и интерпретация программы. Скорее, чем анализируя каждое выражение каждый раз, когда они с ним сталкиваются, компиляторы делают анализ один раз, но зафиксировать действия интерпретатора взял бы в этот момент в программе.
По сути, компилятор — это странный вид интерпретатора, который «притворяется». интерпретировать программу, и записывает, что сделал бы интерпретатор. Это затем просматривает запись действий, которые интерпретатор предпринял бы, и выдает инструкции, эффект которых такой же, как и у переводчик бы сделал. Большинство решений, которые делает интерпретатор — например, выясняет, что выражение является выражение присваивания или вызов процедуры — может быть выполнено при компиляции время, потому что выражение всегда одно и то же, когда оно встречается в запуске программы.

Работа компилятора состоит в том, чтобы делать работу, которая всегда одна и та же, и плевать инструкции, которые сделают «настоящую работу», которую можно выполнить только в время выполнения, потому что это зависит от фактических данных, которые программа манипулирование. Например, оператор if всегда является Оператор
if каждый раз, когда он встречается, так что анализ может быть сделано один раз. Но какая ветвь будет взята, зависит от значения времени выполнения выражения, поэтому компилятор должен выдать код для проверки значения выражение и выберите соответствующую ветвь.
Большинство настоящих переводчиков находятся где-то посередине между чистыми переводчиками и компиляторы. Они читают исходный код программы один раз и перевести его в «промежуточное представление», которое легче работать с какой-либо структурой данных, а затем интерпретировать ее. Вместо того, чтобы проходить через строки исходного текста, они проходят через структура данных, которая представляет этот исходный текст в более удобном форма, с которой намного быстрее работать.

То есть они делают какой-то анализ один раз при преобразовании исходного текста в структуру данных, а остальные, поскольку они выполняют программу, проходя через структуру данных.
Есть четыре веские причины для использования интерпретатора Scheme в качестве примера Схема программы:
Простой интерпретатор действительно прост, но он может продемонстрировать некоторые удобные функции Scheme. Это хороший пример программирования Scheme.
Большинство серьезных программ включают какой-либо интерпретатор команд, поэтому каждый программист должен знать, как написать приличный. Часто, командный интерпретатор оказывает огромное влияние на удобство использования и мощность системы, и слишком много программ имеют плохие.

Понимание того, как работает интерпретатор Scheme могут прояснить языковые проблемы. Это дает вам хорошее, конкретное понимание того, что делает Scheme, когда встречает выражение, чтобы вы знали, что ваши программы подойдут — например, будет очевидно, когда вам понадобится кавычки или скобки, а когда нет.
No related posts.