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title: Adv Compiler(09/22)W02#2 -Introduction
tags: 111-1, AdvCompiler
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[TOC]

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.blue {
color: blue;
}
.red {
color: red;
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.orange {
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.green {
color: green;
}
.purple {
color: purple;
}

</style>

# Language Processors
## Compiler
-
### 3 Languages Involved
1. <span class="red">Source language</span>
2. <span class="green">Target language</span>
3. <span class="orange">Implementation language</span>
- example:A compiler written in <span class="orange">Java(3.)</span> compiles a <span class="red">Pascal(1.)</span> program into a <span class="green">C(2.)</span> program
### Compilers v.s. Interpreters
- 兩個的差別在<span class="red">有沒有生成 Target Program(target code)</span>
1. Compiler(編譯器)
- 會先將 source code 轉成 target code(Target Program) 後，再將 input 讀入 target program。
- Compiler scans the entire program and translates the **whole of it** into machine code at once.
- cons and pros
- advantages: 編譯器會把所有編譯型語言**先轉換成電腦語言**，再轉換成執行檔，**程式碼執行速度上會比直譯型別語言來的快**
- disadvantages:在編譯流程中，必須和你所使用的CPU架構對應，這樣才能在電腦上運行，所以編譯型語言的缺點就是**不適合跨平台**。
- ex: C compiler
- Interpreter(直譯器)
- 同時讀入 source code 和 input，每轉譯一行 code 就立刻執行(轉乘 machine code)，然後再轉譯下一行。每次都要先轉成另一種語言再作執行，因此直譯器的程式運行速度比較緩慢。(不會一次把整個程式轉譯出來。)
- Interpreter translates just **one statement of the program at a time** into machine code.
- cons and pros
- advantages: 可以跨平台執行並且消除編譯整個的負擔
- disadvantages: 程式執行效率不好
- ex: JavaScript interpreter
- [java interpreter? compiler?, JVM 是compiler還是interpreter？](https://blog.csdn.net/weixin_34456422/article/details/118831764)

### A LanguageProcessing System :star2: 必考 :star2: :star2: :star2: :star2:
- 
- 參考資料在這，自己用簡短的描述將每個階段在做的事情寫出。
- ref: [一點都不深入的了解 Compiler、 Interpreter 和 VM](https://www.spreered.com/compiler_for_dummies/)
- 

# The Structure of a Compiler
## Overall Structure of a Compiler
- **front end**: 主要關心 source language，並作分析的行為。
- analysis part: 將 source code 拆解成一個個的 token，並轉成 IR(creates an intermediate representation of source program.)
- synthesis part: 將 IR 轉成 target program。
- intermediate representation:
- 通常和 source program 及 target language 無關的就是 IR。
- VScode 和 gcc 有兩層 IR
1. 因為 compiler 通常從高階的語言翻成低階的語言，所以 IR 相對於 low-level language 的層級再高一些些。
2. 一層 IR 為 high-level IR，能根據 source language 設計 IR 格式；另一層 IR 為 low-level IR，能根據 target language 設計的 IR 格式。
3. 在現在大型的 compiler 這種設計的技術是很常見的。
4. 所以，IR的複雜度介於 source language 和 target language 之間，及介於高階(target) &低階語言(source) 之間
> - 三層理論上可以，實務上沒必要
- **back end**: 主要關心 target language，大多動作在做找到相對應的 data 或相對應的指令，把 target program 需要的指令「組合」出。
- 通常和 source language 無關的就放在 backend。

- 小結論:
- source code 進入 compiler 後，先進入 front end 做 Analysis 的過程(lexical_字母組成token - syntax_文法分析 - sematic_語意檢查)，都分析好後就會形成 IR，再使用 IR 進入 back end，透過 Synthesis 的過程(透過前面分析後產生的資訊)，產生(組合) target code

# Building a Compiler
## Phases of a Compiler
:star2: 必考 :star2: :star2: :star2: :star2: :star2:

1. lexical: 字母組成單字的分析。
2. Syntax: 這些 words(token) 放在一起有沒有符合文法規則
3. Sematic: 不在上方這兩者分析的統稱。
- 也可以說 ≒ type checking
> 1. & 2. 為較能公式化的簡易分析，故較容易區分開實作。

# Applications of Compiler Technology
###### compiler 技術可以應用的地方

## Implementation of High-Level Programming Language
###### 高等程式語言的應用

## Optimizations for Computer Architectures
## Design of New Computer Architectures
## Program Translations
:::info
下面這個有興趣的自己看一看，老師上課沒有解釋到
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## Software Productivity Tools