Bootstraping. Compilador Fortran H. Compilador de Pascal. Autocompilador. Estructura general de un traductor Fases de un compilador.

1. PUCESI
ESCUELA DE INGENIERIA EN SISTEMAS
COMPILADORES 5º NIVEL
INGENIERIA PUCESI

2. BOOTSTRAPPING

El bootstrapping (literalmente "truco o trampa de arranque"1) se
basa en utilizar las facilidades que ofrece un lenguaje para
compilarse a sí mismo. El bootstrapping puede plantear la
cuestión: ¿Qué fue primero, el huevo o la gallina?
Una forma de bootstrapping es construir el compilador de un
lenguaje a partir de un subconjunto de dicho lenguaje. Supóngase
que un nuevo lenguaje L se va a implementar en una máquina M.
Como primer paso se puede escribir un pequeño compilador que
traduce un subconjunto S de L a un lenguaje objeto que es el
código de la máquina M; es decir un compilador SMM. Entonces se
puede usar el subconjunto S para escribir un compilador LSM para
L. Cuando LSM se ejecuta a través de SMM, se obtiene una
implementación de L, que es LMM. El lenguaje Neliac (un derivado
del Algol) fue uno de los primeros lenguajes que se implementó a
partir de su propio lenguaje.
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3. BOOTSTRAPPING

El lenguaje Pascal fue implementado por primera vez por Niklaus
Wirth (1971) por medio de un compilador escrito en un
subconjunto del Pascal (más del 60%). También escribió un
compilador de este subconjunto en un lenguaje de bajo nivel, y por
medio de varios booststrapping logró construir un compilador
para el Pascal completo. Los métodos utilizados para realizar el
booststrapping de los compiladores de Pascal se describen por
Lecarme y Peyrolle-Thomas.
Las mayores ventajas del bootstrapping se producen cuando un
compilador se escribe en el lenguaje que se compila. Supóngase
que escribimos un un compilador LLN, para un lenguaje L, escrito
en L para una máquina N. Pero las tareas de desarrollo se llevan a
cabo en otra máquina M, donde existe un compilador LMM. En un
primer paso se obtiene un compilador cruzado LMN, que se
ejecuta sobre M y produce el código para N:
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4. BOOTSTRAPPING

El compilador LLN puede compilarse por segunda vez, pero ahora
usando el generado por el compilador cruzado:
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5. BOOTSTRAPPING

El resultado de la segunda compilación es un
compilador LNN que se ejecuta en una máquina N, y
produce un código para N. Sin embargo el compilador
está construido en una máquina M (véase ejemplo 4.1).
El proceso se muestra en la siguiente figura:
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6. BOOTSTRAPPING

Utilizando las técnicas del bootstrapping, un compilador puede
optimizarse a sí mismo. Supongamos todo el desarrollo en una
máquina dada M. Tenemos SSM, un buen compilador optimizado
para el lenguaje S escrito en S, y queremos SMM, un buen
compilador optimizado escrito en M.
Se puede construir SM*M*, un compilador poco optimizado de S
en M, que no sólo genera mal código, sino que además es lento.
(M* indica una mala implementación en M. SM*M* es una
implementación peor del compilador que genera peor código). Sin
embargo, se puede usar este compilador no optimizado, para
obtener un buen compilador de S en dos pasos:
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7. BOOTSTRAPPING

 Ejemplo 5.1: Compilador de FORTRAN H
La técnica de bootstrapping se ha utilizado para el
desarrollo del compilador FORTRAN H. El compilador
se escribió en FORTRAN. El primer paso fue convertir
la ejecución sobre un IBM 7094 a un System/360, una
tarea dura. El segundo paso fue optimizarse, pasar de
un tamaño de alrededor de 550K a unos 400K bytes.
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8. BOOTSTRAPPING

Ejemplo 5.2: Compilador de Pascal
Ammann describe como se desarrolló el compilador de
Pascal, dividiendo la tarea en varias fases:
a) Se eligió un subconjunto básico de Pascal, y se programó
en SCALLOP (lenguaje de nivel medio de los ordenadores
CDC). Este primer conjunto se denominó Pascal sin revisar
PSR. Por medio de un bootstrapping se consiguió un
compilador PSR60006000*, denotando por 6000, el código de
las serie CDC 6000, y por 6000* el código no óptimo.
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9. BOOTSTRAPPING

b) Se programó un nuevo compilador de Pascal
revisado P, utilizando el Pascal sin revisar, PPSR6000.
c) Se compila el compilador obtenido en b) con el
obtenido en a), y se obtiene P6000*6000
d) Se vuelve a programar un compilador de Pascal
revisado, pero esta vez en Pascal revisado, PP6000.
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10. BOOTSTRAPPING

e) Se compila el compilador d) con el obtenido en c) y se
obtiene por fin P60006000.
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11. AUTOCOMPILADOR

Un autocompilador de un lenguaje es un compilador que puede
compilarse a sí mismo. Es decir el lenguaje fuente y el lenguaje
de implementación es el mismo, y el compilador es capaza
de compilar el programa fuente del propio compilador. No
debe confundirse autocompilación con bootstrapping, la
autocompilación puede ser el resultado final de un
bootstrapping, pero también puede llegarse a ella utilizando
otro compilador del mismo lenguaje.
Hendrix relata como construir un autocompilador de Small C
(un subconjunto del lenguaje C). El libro incluye un disquete
con todos los fuentes y un compilador de Small C.
Otro ejemplo de autocompilador es el Ccc32, compilador de
C concurrente para Windows
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12. ESTRUCTURA GENERAL DE
UN TRADUCTOR

Un traductor es un programa que tiene como entrada
un texto escrito en un lenguaje (lenguaje fuente) y como
salida produce un texto escrito en un lenguaje (lenguaje
objeto) que preserva el significado de origen. Ejemplos
de traductores son los ensambladores y los
compiladores.
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13. ESTRUCTURA GENERAL DE
UN TRADUCTOR

En el proceso de traducción se identifican dos fases
principales:
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14. ESTRUCTURA GENERAL DE
UN TRADUCTOR

Fase de análisis
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15. ESTRUCTURA GENERAL DE
UN TRADUCTOR

Fase de Síntesis
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16. ESTRUCTURA GENERAL DE
UN TRADUCTOR

Algunos ejemplos de traductores son los compiladores (toma
como entrada código en alto nivel y genera como salida
código en bajo nivel), los interpretes (toma como entrada
código en alto nivel y genera como salida un código
intermedio), los preprocesadores (toma como entrada código
en alto nivel y genera como salida código en alto nivel) y el
ensamblador (toma como entrada código en ensamblador y
genera como salida código en bajo nivel).
Su estructura podría ser expresada de la siguiente manera:
código fuente -→>> traductor -→> código objeto
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17. ENSAMBLADORES

El programa ensamblador es el programa que realiza la traducción
de un programa escrito en ensamblador a lenguaje máquina. Esta
traducción es directa e inmediata, ya que las instrucciones en
ensamblador no son más que nemotécnicos de las instrucciones
máquina que ejecuta directamente la CPU.
Tipos de ensambladores
Podemos distinguir entre tres tipos de ensambladores:
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18. ENSAMBLADORES

Ensambladores básicos. Son de muy bajo nivel, y su tarea consiste
básicamente en ofrecer nombres simbólicos a las distintas
instrucciones.
 Ensambladores modulares, o macro ensambladores.
Descendientes de los ensambladores básicos. Hacen todo lo que
puede hacer un ensamblador, y además proporcionan una serie
de directivas para definir e invocar macroinstrucciones.
 Ensambladores modulares 32-bits o de alto nivel. Son
ensambladores que aparecieron como respuesta a una nueva
arquitectura de procesadores de 32 bits, realizan la misma tarea
que los anteriores, permitiendo también el uso de macros,
permiten utilizar estructuras de programación más complejas
propias de los lenguajes de alto nivel.
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19. FASES DE UN COMPILADOR

 Un compilador es un programa informático que
traduce un programa escrito en un lenguaje de
programación a otro lenguaje de programación, es
decir programa que permite traducir el código fuente
de un programa en lenguaje de alto nivel, a otro
lenguaje de nivel inferior (lenguaje máquina).
Generando un programa equivalente a capaz de
interpretar.
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20. FASES DE UN COMPILADOR

 Estructura de un Compilador
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21. FASES DE UN COMPILADOR

 Cualquier compilador debe realizar dos tareas
principales: análisis del programa a compilar y
síntesis de un programa en lenguaje maquina. Para
el estudio de un compilador, es necesario dividir su
trabajo en fases. Cada fase representa una
transformación al código fuente para obtener el
código objeto. En cada una de las fases se utiliza un
administrador de la tabla de símbolos y un
manejador de errores.
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22. FASES DE UN COMPILADOR

 Componentes en que se divide un compilador:

Análisis Léxico. En esta fase se lee los caracteres del programa
fuente y se agrupan en cadenas que representan los
componentes léxicos. A la secuencia de caracteres que
representa un componente léxico se le llama lexema (o con su
nombre en inglés token).
 Análisis Sintáctico. Los componentes léxicos se agrupan en frases
gramaticales que el compilador utiliza para sintetizar la salida.
 Análisis Semántico. Intenta detectar instrucciones que tengan la
estructura sintáctica correcta, pero que no tengan significado
para la operación implicada.
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23. FASES DE UN COMPILADOR

 Generación de código Intermedio. Se puede considerar esta operación intermedia
como un subprograma para una máquina abstracta, a esta representación debe
tener dos propiedades importantes: debe ser fácil de producir y fácil de
traducir al programa objeto.
 Optimización de Código. Se trata de mejorar el código intermedio, de modo que
resulte un código de máquina más rápido de ejecutar.
 Generación de Código. Esta constituye la fase final de un compilador.
Administrador de la tabla de símbolos. Se encarga de manejar los accesos a la
tabla de símbolos, en cada una de las etapas de compilación de un programa.
 Manejador de errores. Es posible encontrar errores. De esta forma podrán
controlarse más eficientemente los errores encontrados en cada una de las fases
de la compilación de un programa.
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24. INTERPRETES

Los intérpretes realizan normalmente dos operaciones:
Traducen el código fuente a un formato interno.
Ejecutan o interpretan el programa traducido al formato interno.
La primera parte del intérprete se llama a veces "el compilador",
aunque el código interno que genera no es el lenguaje de la
máquina, ni siquiera lenguaje simbólico, ni tampoco un lenguaje
de alto nivel.
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25. INTERPRETES
 Estructura del Intérprete 
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26. INTERPRETES

Particularidades de la interpretación:
Ahorra memoria.
Produce un resultado que no se puede almacenar, lo cual hace la
ejecución lenta.
No demasiado eficiente, cada vez que se entre en un bucle se
analizaran sus sentencias.
Facilita el proceso de depuración.
No produce resultados transportables.
La interpretación es útil en:
Sistemas interactivos.
Programas de pequeña envergadura.
Programas de prototipo y de enseñanza.
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