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--- c:compiladores [2023/01/22 20:02] – [Gramáticas] Gabriel Bizio
+++ c:compiladores [2023/01/22 20:05] (atual) – Gabriel Bizio
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+====== Compiladores ======
+Um compilador é um programa que traduz linguagens de programação em linguagem do nível de máquina, com a finalidade de executar uma tarefa/comando. O nome "compilador" é usado principalmente para os programas que traduzem o código fonte de uma linguagem de programação de alto nível para uma linguagem de programação de baixo nível (por exemplo, Assembly ou código de máquina). Além disso, compiladores auxiliam o programador sinalizando alguns erros de sintaxe do código.
+==== História do Compilador ====
+{{ https://blogdaengenharia.com/wp-content/uploads/grace-hopper-blog-da-engenharia-4.jpg |}}
+O primeiro compilador foi criado por [[g:grace_hopper|Grace Hopper]], uma das primeiras e mais importantes programadoras da História, em 1952, para uma linguagem chamada A-0. Logo depois, em 1957, foi criado por um grupo da empresa de tecnologia IBM um compilador para o Fortran. Em 1960, a primeira linguagem que compilava para várias arquiteturas foi criada: o Cobol.
+Rapidamente a ideia de se utilizar um compilador foi se popularizando. Isso se deve ao fato da flexibilidade e eficácia que as linguagens de alto nível conseguiam entregar aos programadores.
+==== Funcionamento ====
+{{ https://johnidm.gitbooks.io/compiladores-para-humanos/content/images/compilation-process.gif |}}
+Geralmente, quando se utliza uma linguagem de alto nível, é notável que ela contém um certo nível de abstração dos comandos com finalidade de facilitar o entendimento humano. Sendo assim, o compilador serve para ler o código escrito pelo programador e converter para uma espécie de código objeto que contém instruções para a execução no microprocessador da máquina. Resumindo, o compilador consegue entender o código da sua linguagem escolhida e converte para uma linguagem que o computador consegue executar, ou seja, códigos binários.
+=== Fases da Compilação ===
+Um compilador pode ser dividido em três fases: front end, middle end e back end.
+== Front End ==
+É no front end que ocorrem as análises lexicais, gramaticais e semânticas. Essa fase é responsável por verificar se o código está escrito da forma correta e condiz com a gramática da linguagem. Após as análises o front end produz uma IR( Intermediate Representation) que serve de entrada para o middle end. Essa também é a fase na qual é feita a checagem de tipos em linguagens tipadas como Typescript, Java, etc.
+  * **Analisador Léxico**
+Nessa primeira fase, ocorre a separação dos textos em pequenos trechos chamados tokens léxicos. Isso é feito por meio de um analisador chamado scanner. Toda a leitura é feita caractere por caractere tendo como objetivo a separação e identificação de cada componente do programa. Também é de responsabilidade dessa etapa a eliminação de espaços vazios, formatações e comentários do código, afim de refinar o código e deixar somente o essencial.
+  * **Analisador de Sintaxe**
+Logo após a análise léxica, é feita a verificação sintática das cadeias dos tokens para que seja confirmado se as regras e a estrutura seguem a [[c:compiladores#Gramáticas|gramática]] formal. Isso é, verifica-se se não existe nenhum erro na sintaxe do programa. A árvore de análise sintática ou apenas árvore sintática é desenvolvida para definir a gramática da linguagem criada. Com isso, as regras são embutidas nesse processo e, se o programa não apresentar nenhum erro, é o código avança para as próximas etapas, caso contrário, é apresentado uma mensagem de erro no console, informando a causa e, dependendo do compilador, a linha específica do erro.
+  * **Analisador Semântico**
+Na análise semântica, ocorre a verificação de algumas outras regras, como o tipo de cada variável. Nesse passo é feita a validação da lógica do código da linguagem de programação em que se está programando, nessa fase o analisador também é responsável por checar se todas as variáveis foram iniciadas.
+  * **Gerador de código intermediário**
+Tem o propósito de criar um código de objeto que ainda não foi concluído, porém, o qual já é possível ser executado através de máquinas virtuais. Existem diversos tipos de códigos intermediários, sendo o mais famoso o código de três endereços.
+Um código intermediário, também chamado de IR, é importante pois ele possibilita que, independente da linguagem original do código, ele seja transformado, ou executado em uma máquina virtual, em algum código de máquina específico.
+Segue uma lista de linguagens que podem ser consideradas como código intermediário, visto que são rodadas em máquinas virtuais:
+Java – Bytecode;
+TIMI – Usado em compiladores da plataforma IBM i;
+Matlab;
+O-code – Feito pelo BCPL (Linguagem de Programação Básica Combinada).
+== Middle End ==
+Um middle end não é necessário para que um compilador funcione, porém ele é de extrema importância, uma vez que ele deixa o código mais rápido e produz resultados melhores.
+  * **Otimizador de código**
+Nessa etapa, ocorre a examinação do código intermediário com o propósito de otimizá-lo. É importante destacar que mesmo o mais moderno dos compiladores não consegue otimizar totalmente o código. Isso porque não é possível agradar todos os diferentes casos de design. Mesmo assim, essa parte é fundamental para a geração do código binário. Entre as técnicas de substituição de códigos padrões, temos a eliminação de subexpressões excessivas, substituição das operações matemáticas e a repartição de laços, já que eles são estruturas que cabem uma certa otimização.
+== Back End ==
+O back end é responsável por transformar o código intermediário otimizado, ou a própria árvore sintática caso  o compilador não tenha IR, em um código de máquina específico.
+  *  **Gerador de código final**
+Na última fase do compilador é feita a geração do código para que a máquina consiga executá-lo. É uma das partes mais importantes, pois, dependendo da forma que é programada pode durar até o dobro do tempo de um código ineficiente.
+==== Gramáticas  ====
+A gramática de uma linguagem é o conjunto de regras que define como um compilador deve realizar as análises léxicas, sintáticas e semânticas. Existem diversos tipos de gramáticas, normalmente as linguagens utilizam de gramáticas livres de contexto, pois são mais simples de implementar ou porque já existem ferramentas que gerem um scanner e um parser dada uma linguagem de livre contexto, por exemplo o LLVM, que é uma caixa de ferramentas para construção de compiladores ou interpretadores.
+=== Gramática livre de contexto ===
+Ela é um conjunto de regras que ditam como devem ser formadas e se relacionam o conjunto de caracteres que formam a linguagem. Funciona com base na atribuição de nomes e em que esses nomes significam. Exemplo:
+  * Em língua portuguesa uma **Oração Simples** deve ser formada por um **Sujeito** e um **Predicado**, porém ela pode estar em ordem inversa e nesse caso o predicado vem antes que o sujeito, que nesse caso tem uma vírgula separando eles. Esse **Predicado** deve ser um **Predicado Verbal** ou um **Predicado Nominal**. Já uma frase é composta por uma ou mais **Orações Simples**, devendo ser separadas por um ponto final caso sejam mais de uma.
+Para podermos representar a gramática de uma melhor forma usamos uma seta para indicar do que devem ser compostos cada identificador.
+{{ :c:gramatica_exemplo1.png?400 |}}
+Esse formato é chamado de ABNF( Augmented Backus-Naur Form) e ele utiliza aspas duplas em volta do caracteres para representar que são palavras ou caracteres e não identificadores. O caractere **|** é utilizado para dizer ou um ou outro, pode ser de qualquer um dos identificadores.
+Dessa forma podemos definir como será escrita e entendida a linguagem, pois partindo da gramática podemos dizer como cada expressão se relaciona com outra e o que elas significam em questões lógicas.
+===== Referências =====
+  * MARTINS, VINICIUS. Compilador: o que é e diferenças do interpretador! **Be Trybe**, 2021 [[https://blog.betrybe.com/tecnologia/compilador-o-que-e/]]
+   * COMPILADOR. //In:// Wikipedia: A enciclopédia livre. Disponível em: [[https://pt.wikipedia.org/wiki/Compilador]]
+   * L. M. RICARTE, IVAN. **Compiladores**. Campinas: Unicamp, 2003. Disponível em: [[https://www.dca.fee.unicamp.br/cursos/EA876/apostila/HTML/node37.html]]
+   * COMPILER. //In:// Wikipedia: The free enciclopedia. Disponível em: [[https://en.wikipedia.org/wiki/Compiler]]
+   * MIGHT, Matthew. Grammar: The Language of Languages. **Matt Might's blog**, [s.d.]. Disponível em: [[https://matt.might.net/articles/grammars-bnf-ebnf/]]
+   * CONTEXT-FREE GRAMMAR. //In:// Wikipedia: The free enciclopedia. Disponível em: [[https://en.wikipedia.org/wiki/Context-free_grammar]]