《编译与反编译技术实战》——2.1节编译器、解释器及其工作方式-阿里云开发者社区

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《编译与反编译技术实战》——2.1节编译器、解释器及其工作方式

简介:

本节书摘来自华章社区《编译与反编译技术实战》一书中的第2章,第2.1节编译器、解释器及其工作方式,作者刘晓楠 陶红伟 岳 峰 戴超,更多章节内容可以访问云栖社区“华章社区”公众号查看

2.1 编译器、解释器及其工作方式
就目前计算机的硬件发展水平而言,硬件只能识别由0、1字符串组成的机器指令序列,即机器指令程序或目标程序。在计算机发明的早期,计算机只能按照输入的机器指令程序进行简单的计算。但是,机器指令程序不易被人类理解,用它编写程序不仅困难而且还容易出错。于是后来就引入了代替0、1字符串的由助记符号表示的指令,即汇编指令,汇编指令的集合被称为汇编语言,汇编指令序列被称为汇编语言程序。汇编程序实际上与机器语言程序是一一对应的,都要求程序员按照指令工作的方式来思考和解决相关问题,也就是说,两者之间并无本质区别。因此,它们都被称为面向机器的语言或低级语言,以此与更高级的语言相区别,当然,早期并不知道高级别的语言是否能设计和实现。
计算机的发展和普及超乎人们的想象,应用需求的大量增长导致程序员的需求也大幅增长,但是,能够用机器语言或汇编语言编程的人员数量却不多,满足不了这种需求;同时,许多不同领域的科技工作者也想自己动手编写程序来直接解决问题。因此,抽象度更高、功能更强的语言来作为程序设计语言就成为必然,于是就产生了面向各类应用的便于人类理解与运用的程序设计语言,即高级语言。尽管人类可以借助高级语言来编写程序,但计算机硬件真正能够识别和理解的语言还是0、1组成的机器语言,这就需要在高级语言与机器语言之间建立转换系统,使得高级语言能够自动转换为机器语言。也就是说需要若干“翻译”,把各类高级语言翻译成机器语言。程序设计语言通常被分成三个层次:高级语言、汇编语言、机器语言。高级语言可以翻译成机器语言,也可以翻译成汇编语言,这两种翻译都被称为编译。汇编语言到机器语言的翻译称为汇编。编译和汇编属于正向工程,有时还需要将机器语言翻译成汇编语言或高级语言,这通常被称为反汇编或反编译,属于逆向工程范畴。
高级语言的工作方式有两种,一种是编译器工作方式,另一种是解释器工作方式。
在编译器工作方式下,源程序的翻译和翻译后程序的运行处于两个相互独立的阶段。用户输入源程序,编译器对该源程序进行编译,生成目标程序,这个阶段称为编译阶段。目标程序在适当的输入下执行,最终得到运行结果的过程称为运行阶段。
解释器是另一种形式的翻译器。它把翻译和运行结合在一起进行,边翻译源程序,边执行翻译结果,而这种工作方式被称为解释器工作方式。
形象地说,编译器的工作相当于翻译一本原著,原著与源程序对应,译著与目标程序对应,计算机的运行相当于阅读一本译著,这时,原著和翻译人员并不需要在场,译著是主角。解释器的工作相当于在进行现场翻译,外宾和翻译都要在场,翻译一边听外宾讲话,一边翻译给听众,翻译是听众关注的主角。解释器与编译器的最本质区别是:运行目标程序时的控制权在解释器而不是目标程序,也就是说,运行的是解释器,目标程序是解释器的输入。

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