معرفی کامپایلر
تاریخچه ساخت کامپایلر یا همان مفسر کدهای کامپیوتری برای cpu به اوایل دهه ۱۹۵۰ میلادی برمی‌گردد. دقیقاً زمانی که ماشین‌های برنامه‌نویسی جای خود را در جهان پیدا کرده بودند. اما اینکه درس کامپایلر در امروزه چیست مسئله‌ای متفاوت است. امروزه تعریف کامپایلر به کدهای اسمبلی (یا کدهای سطح پایین دیگر که برای ماشین قابل‌درک باشد) اشاره دارد. از این رو درس کامپایلر و ساخت کامپایلر به دستوراتی اشاره دارد که زبان‌های سطح بالا مثل سی یا پایتون را برای ماشین به زبانی قابل‌فهم و سطح پایین تبدیل یا تفسیر کند. پس نیاز است که کامپایلر به هر دو زبان تسلط کافی داشته باشد.
کامپایلر که معادل انگلیسی آن Compiler است، مجموعه‌ای از برنامه‌های کامپیوتری به‌حساب می‌آید که زبان مبدأ یا همان برنامه‌نویسی سطح بالا را به زبان مقصد و یا زبان سطح پایین تبدیل می‌کند و خروجی آن برای پردازش توسط دیگر برنامه‌ها مانند پیونددهنده مناسب خواهد بود و انسان‌ها می‌توانند به‌راحتی آن را بخوانند. به بیانی دیگر و به‌طورکلی کامپایلر یک نرم‌افزار از پیش تعریف شده است که برای تبدیل کد از زبان برنامه‌نویسی سطح بالا (مانند جاوا) به زبان سطح پایین مورداستفاده قرار می‌گیرد. زبان‌های سطح پایین (زبان ماشین) به‌راحتی قابل‌فهم برای انسان نیستند. به همین دلیل برنامه‌نویسان زبان‌های سطح بالا (مانند Python، C#، Java و Pascal) را توسط کامپایلر، آنالیز و به زبان‌های سطح پایین (کد باینری) تبدیل و ترجمه می‌کنند.
در حقیقت عملکرد کامپایلرها همانند دوبله یک فیلم خارجی است. برای مثال، شما ابتدا کل فیلم را به زبان فارسی ترجمه کرده و سپس در اختیار سایر بینندگان قرار می‌دهید. برنامه کامپایلر نیز ابتدا زبان برنامه‌نویسی سطح بالا را به زبان ماشین تبدیل کرده و بر روی کامپیوتر اجرا می‌کند. کامپایلر از ۶ سطح مختلف تشکیل‌شده است که چهار سطح اول آن یا فرانت‌اند (frontend) وظیفه بررسی هرگونه خطا در کدها مانند خطای نحوی، دستور زبان یا لغوی را بر عهده‌دارند و دو قسمت دیگر که به آن بک‌اند (backend) می‌گویند برای پردازش شدن کد به زبان ساده و تولید آن طراحی شده‌اند. کامپایلرها از همان ابتدا و بعد از Run شدن برنامه، کدهای خروجی را آنالیز و بررسی می‌کند. سپس کدها توسط CPU به اجرا در خواهد آمد.
سرفصل های درس طراحی کامپایلرها
- مقدمه
- انواع زبان ها و گرامرها
- تحلیل واژه ای و اصلاح خطاهای واژه ای
- تحلیل نحوی بالا به پایین
- تجزیه ی پایین گرد
- تجزیه ی (۱)LL
- برخورد با خطاهای نحوی
- تحلیل نحوی پایین به بالا
- تقدم عملگر
- تقدم ساده
- تجزیه ی (۱)LR شامل (۱)LARA،(۱) ،SLR و(۱)CLR
- تحلیل معنایی
- مدیریت جدول علائم
- روش های تخصیص حافظه ی زمان اجرا
- تولید کد
- پرداخت و بهینه سازی کد
- تولید خودکار کامپایلرها
اهمیت یادگیری طراحی کامپایلر
طراحی کامپایلر یکی از موضوعات پایه‌ای در علوم کامپیوتر و فناوری اطلاعات است. یادگیری طراحی کامپایلر برای دانشجویان و متخصصان کامپیوتر بسیار مهم است، زیرا این موضوع به آن‌ها کمک می‌کند تا نحوه کار کامپیوتر و سیستم‌های عامل را بهتر درک کنند. یادگیری طراحی کامپایلر به دانشجویان کمک می‌کند تا برنامه‌های کامپیوتری بسیار پیچیده را بنویسند و از سرعت و بهره‌وری بالاتری برخوردار شوند. همچنین، این مهارت به آن‌ها کمک می‌کند تا در زمینه تحلیل و بهینه‌سازی کد برنامه‌های خود مهارت پیدا کنند.
همچنین درس طراحی کامپایلر یکی از دروس در کنکور کارشناسی ارشد نرم‌افزار است و یادگیری آن برای موفقیت در کنکور کارشناسی ارشد نرم‌افزار ضروری می‌باشد.
