El documento describe los diferentes niveles de abstracción en las máquinas actuales, desde el nivel de lógica digital hasta los lenguajes de alto nivel. Explica que un intérprete traduce un programa de un lenguaje a otro lenguaje y detecta errores, mientras que los diferentes niveles están relacionados con la traducción y ejecución de instrucciones más simples. También resume los pasos básicos involucrados en la compilación de un programa, como el análisis léxico, sintáctico y semántico.

1. INTERPRETE Un interprete es un programa que lee un programa en un lenguaje y lo traduce a un programa equivalente en otro lenguaje, y además informa al usuario sobre la presencia de errores en el programa de entrada programa programa fuente objeto mensajes de error Aparente complejidad - Tareas básicas interprete

2. TEORIA DE SOFTWARE DE SISTEMAS Un computador digital es una máquina que puede resolver problemas ejecutando ciertas instrucciones. Un programa es una secuencia de instrucciones. Los circuitos electrónicos de cada computadora reconocen un conjunto limitado de instrucciones muy simples. Lenguaje máquina es el conjunto de instrucciones básicas de una computadora

3. TRADUCTORES Utilizar lenguaje máquina es difícil y tedioso. Solución: sea L1 el lenguaje máquina y L2 un lenguaje más fácil de utilizar programa en L2 programa en L1 compilación (compilador) interpretación (intérprete)

4. MÁQUINAS MULTINIVEL ACTUALES La mayoría de las máquinas actuales constan de 6 niveles. Los microprogramas son directamente ejecutados por el hardware. Lenguajes de alto nivel Lenguaje ensamblador Sistema operativo Máquina convencional Microprogramación Lógica digital nivel 5 nivel 4 nivel 3 nivel 2 nivel 1 nivel 0 Traducción (compilador) Traducción(ensamblador) Interpretación (sistema operativo) Interpretación (microprograma) Ejecutados directamente

5. Nivel 0: nivel de lógica digital Es el hardware de la máquina. El nivel inferior sería el nivel de dispositivo. En este nivel: Puertas lógicas Circuitos integrados Circuitos combinacionales Circuitos aritméticos Relojes Memorias Microprocesadores Buses

6. Nivel 1: nivel de microprogramación Existe un programa llamado microprograma. La función del microprograma es interpretar las instrucciones del nivel 2. En algunas máquinas no existe el nivel de microprogramación.

7. Nivel 2: nivel de máquina convencional Cada fabricante publica el “Manual de referencia del lenguaje máquina” para cada uno de los computadores. Las instrucciones del nivel de máquina las interpreta el microprograma. En las máquinas en las que no existe el nivel de microprogramación, las instrucciones del nivel de máquina son realizadas directamente por los circuitos electrónicos.

8. Nivel 3: nivel del sistema operativo La mayoría de las instrucciones de este nivel están también en el nivel 2 pero además tiene un nuevo conjunto de instrucciones, una organización diferente de la memoria, posibilidad de ejecutar 2 o más programas ... Las nuevas instrucciones las interpreta el sistema operativo . Las que son idénticas a las del nivel 2 las lleva a cabo el microprograma.

9. Nivel 4: nivel del lenguaje ensamblador Los niveles 4 y superiores son utilizados por los programadores de aplicaciones . Los niveles inferiores están diseñados para ejecutar los intérpretes y traductores de los niveles superiores y son escritos por los programadores de sistemas . El ensamblador es el programa que lleva a cabo la traducción de un programa del nivel 4.

10. Nivel 5: nivel de lenguajes de alto nivel Los lenguajes de alto nivel son más fáciles de utilizar que los lenguajes de niveles inferiores. Son utilizados por los programadores de aplicaciones. Los traductores de programas en lenguaje de alto nivel pueden ser compiladores o intérpretes.

11. Conceptos relacionados Con algunas técnicas básicas de escritura de compiladores se pueden construir traductores para una gran variedad de lenguajes y máquinas Arquitectura de Computadoras Lenguajes de Programación Teoría de Lenguajes Teoría de Algoritmos Ingeniería de Software Compiladores

12. CLASIFICACION GENERAL DE COMPILADORES De una pasada o de múltiples pasadas De carga y de ejecución De depuración o de optimización HISTORIA Experimentación relacionada a traducción de fórmulas 1950: difícil escritura Primer FORTRAN: 18 años Hoy: técnicas sistemáticas, lenguajes de implementación , entornos de programación y herramientas de software

13. Computadoras Hombre HISTORIA Código Máquina Lenguaje Ensamblador Código Máquina Ensamblador Código Máquina Lenguaje Ensamblador Lenguaje de Alto Nivel Compilador Ensamblador

14. El Diseño de un compilador surge como resultado de: Desarrollo de un nuevo lenguaje de programación Adición de extensiones a los ya existentes Explotación de las características del hardware A futuro: Extensión para el cómputo paralelo y distribuido Explotación de características multimedia (MMX) HOY…. Y A FUTURO

15. ENSAMBLADOR Traducen prog ramas escritos en leng uaje ensamblador a código máquina Traducen prog ramas escritos en leng uaje de alto nivel a código intermedio o a código máquina INTERPRETE No genera código objeto, analiza y ejecuta directamente cada proposición del Programa Fuente (PF) PREPROCESADOR Sustituyen macros, incluyen archivos o extensión del lenguaje. COMPILADOR TIPOS DE SISTEMAS DE COMPILACIÓN

16. SISTEMA PARA PROCESAMIENTO DE UN LENGUAJE estructura del programa fuente programa fuente programa objeto en lenguaje ensamblador código de máquina relocalizable biblioteca archivos obj.relocal. código de máquina absoluto preprocesador ensamblador compilador editor de carga y enlace

17. ANÁLISIS (Etapa Inicial) : Divide al PF en sus elementos componentes y crea una representación intermedia. Se determinan las operaciones y se registran en una estructura de árbol (ej. árbol sintáctico) SÍNTESIS (Etapa Final) : Construye el PO deseado a partir de la rep resentación Intermedia (requiere técnicas más especializadas) PARTES DE LA COMPILACIÓN

18. UN AMBIENTE GENERAL DE COMPILACIÓN Fuente Análisis léxico Análisis sintáctico Análisis semántico Intermedio Generador de código Código relocalizable Enlazador Objeto Más: Sistemas de edición y depuración

19. ANÁLISIS DEL PROGRAMA FUENTE ANALISIS LINEAL (Léxico- Exploración- Scanner) Se lee el programa como una cadena de izquierda a derecha, se agrupan y se generan componentes léxicos o tokens (secuencia de caracteres con significado colectivo) ANALISIS JERARQUICO (Sintáctico- Parser) Los componentes léxicos se agrupan en colecciones anidadas con un significado colectivo ( frases gramaticales que por lo general se representan mediante árboles sintácticos ) ANALISIS SEMANTICO Se realizan revisiones para asegurar que los componentes de un programa se ajustan de un modo significativo

20. EJEMPLO DE ANÁLISIS: posicion := inicial + velocidad * 60 a ) Componentes léxicos: 1. El identificador posicion 2. El símbolo de asignación := 3. El identificador inicial 4. El signo de suma: + 5. El identificador velocidad 6. El signo de multiplicación: * 7. El número 60 Los identificadores o nombres reconocidos se organizan en una tabla de símbolos que se usará en los pasos siguientes

21. FASES DE UN COMPILADOR PROGRAMA FUENTE analizador léxico analizador sintáctico administrador analizador semántico manejador de la tabla generador de código intermedio de errores de símbolos optimizador de código generador de código PROGRAMA OBJETO Cada fase transforma al PF de una representación a otra

22. ESQUEMA DE BLOQUES DE UN COMPILADOR FUENTE Compilador ANALISIS Scanner Tabla Parser de símbolos SINTESIS Prep. para la Gen. del código OBJETO Gener. del código

23. ESTRUCTURA FUNCIONAL DE UN COMPILADOR (de una pasada) SENTENCIA Fuente Explorador Recono- Generador Objeto cedor de código Tabla de símbolos

24. Cada fase puede encontrar errores y debe tratarlo para continuar con la Compilación, permitiendo detectar más errores Las fases de Analisis Sintáctico y Semántico manejan la mayoría de los errores En el Anáilsis Semántico se detectan errores donde la estructura sintáctica es correcta pero no tiene significado la operación ( Por. ej. sumar dos ID , donde uno es el nombre de una matriz y el otro un nombre de procedimiento) DETECCIÓN E INFORMACIÓN DE ERRORES

25. MODELO LENGUAJE CARACTERISTICAS Compilado Fortran, COBOL, Sintaxis rigurosa, C/C++, Pascal velocidad y tamaño Interpretado Lisp,AWK, BASIC, Desempeño lento. SQL Actividades no planea- das. Sintaxis relajadas Pseudocompilado Java Transportabilidad absoluta, desempeño intermedio. Sintaxis rigurosa EL LENGUAJE Y LA HERRAMIENTA