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Implementação: Compilação e Interpretação

1 Definição de Linguagem de Programação

• Meio de comunicação usuário/computador
  • Notação para especificar ao computador o que fazer

• <2-> Definição quanto a sintaxe
  → Uma notação para especificar ações a serem executadas
• <2-> Quanto a semântica
  → Conjunto de conceitos para resolver problemas de programação

2 Máquinas reais

• Executam um conjunto de instruções em linguagem de máquina
• Uma linguagem de programação de alto nível poderia ser diretamente executável nelas?
  • <2-> Complexidade e custo de implementação desta máquina?
  • <2-> Flexibilidade reduzida

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• <3-> Exemplo clássico: Java Processor (picoJava / Sun Microsystems)
  • Arquitetura de computador com instruções de linguagem de alto nível

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• <4-> Modelo atual possui diversas camadas
  • Hardware
  • Macro-instruções
  • Sistema Operacional
  • Linguagens de Alto Nível

3 Modelo de camadas

4 Implementação de Linguagens

• Como se dá a execução de programas nesse contexto?
  • A LP de alto nível é incompatível com as instruções executáveis
• Como resolver esta incompatibilidade?
• <2-> Tradutores de código (ou processadores de linguagem)
• <3-> Três abordagens
  • Compilação
  • Interpretação
  • Abordagem Híbrida

5 Implementação de LP por Compilação

• Noção de código executável permanente, diretamente executável na plataforma destino
• Características
  • Gera um código eficiente (em tempo e espaço)
  • Maiores verificações do código fonte → Confiabilidade
• Processo em fases (análise e síntese)

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• Portabilidade através da compilação
  • Mesmo código, diferentes plataformas

6 As fases da compilação

7 Dificuldades por compilação

• Vinculação tardia de
  • Nomes a objetos → regras de escopo
  • Tipos a objetos/nomes → regras de tipo
  • Programas a código
    • Classes dinâmicas em Java
    • Novas funções criadas durante a execução em Scheme

8 Implementação de LP por Interpretação

• A linguagem é interpretada, linha por linha
  • Capaz de “executar” código de alto nível
  • Ausência de um processo de tradução (como na compilação)
  • Ausência de código executável permanente
• Vantagens
  • Simplicidade
  • Portabilidade através da interpretação
  • Depuração
  • Flexibilidade

9 Compilação versus Interpretação

• Compilação
  • Geração de código executável
  • Depende da plataforma de execução
  • Tradução lenta versus execução rápida
  • Transformação mais apurada do código
  • Código intermediário diferente do código fonte
  • Menor flexibilidade, maior eficiência
• Interpretação pura
  • Não gera código executável
  • Independente de plataforma
  • Execução lenta
  • Transformação puramente mecânica
  • Oferece mais flexibilidade e melhor diagnóstico

10 Abordagem Híbrida

• Compilação - Interpretação
• Feita em duas etapas
  • Código fonte é compilado → código intermediário
  • Execução do código intermediário por interpretação
• Python e Perl
• Versões iniciais de Java (geração de bytecode)