編譯器演算法總體思想圖

① 編譯器設計的介紹

《編譯器設計(第2版)》1是編譯器設計領域的經典著作，主要從以下四部分詳解了編譯器的設計過程。第一部分涵蓋編譯器前端設計和建立前端所用工具的設計和構建；第二部分探討從源代碼到編譯器中間形式的映射，考察前端為優化器和後端所生成代碼的種類；第三部分介紹代碼優化，同時包含對分析和轉換的進一步處理；第四部分專門講解編譯器後端使用的演算法。 《編譯器設計(第2版)》適合作為高等院校計算機專業本科生和研究生編譯課程的教材和參考書，也可供相關技術人員參考。

② 編譯原理的數據結構

編譯原理一直是計算機學習的必修課.
當然，由編譯器的階段使用的演算法與支持這些階段的數據結構之間的交互是非常強大的。編譯器的編寫者盡可能有效實施這些方法且不引起復雜性。理想的情況是：與程序大小成線性比例的時間內編譯器，換言之就是，在0 （ n ）時間內，n是程序大小的度量（通常是字元數）。本節將講述一些主要的數據結構，它們是其操作部分階段所需要的，並用來在階段中交流信息。 臨時文件（temporary file）：計算機過去一直未能在編譯器時將整個程序保留在存儲器中。這一問題已經通過使用臨時文件來保存翻譯時中間步驟的結果或通過「匆忙地」編譯（也就是只保留源程序早期部分的足夠信息用以處理翻譯）解決了。存儲器的限制現在也只是一個小問題了，現在可以將整個編譯單元放在存儲器之中，特別是在可以分別編譯的語言中時。但是偶爾還是會發現需要在某些運行步驟中生成中間文件。其中典型的是代碼生成時需要反填（backpatch）地址。例如，當翻譯如下的條件語句時 if x = 0 then ... else ... 在知道else部分代碼的位置之前必須由文本跳到else部分：
CMP X,0 JNE NEXT ;;
location of NEXT not yet known < code for then-part > NEXT : < code for else-part >
通常，必須為NEXT的值留出一個空格，一旦知道該值後就會將該空格填上，利用臨時文件可以很容易地做到這一點。
如果想利用上面的編譯原理開發一套屬於自己的編程語言，或者想在一個產品中嵌入編程語言，可以參考zengl開源網開發的zengl編程語言，該編程語言為國人使用c語言開發，裡麵包含兩個部分，一個是編譯器，一個是解釋執行中間代碼的虛擬機。編譯器包含了詞法掃描，語法分析，中間代碼輸出等，虛擬機則類似JAVA一樣解釋執行中間代碼。作者將所有的版本都公布出來，好讓讀者可以由淺入深的做研究，並且為了證明該編程語言的實用性，還結合SDL游戲開發庫開發了一款圖形界面和命令行界面的21點撲克小游戲 。
zengl編程語言目前適用平台為windows和linux (最開始在Linux下使用gcc開發，後來移植到windows平台)

③ 編譯器具體實現中比較巧妙的思想有哪些

這種做法的好處是：
可以作為解釋器性能升級的一個簡單路徑，寫解釋器的代碼而得到初級編譯器的性能。事實上JamVM的解釋器可以配置為多種實現方式：switch-threading、indirect-threading、direct-threading、inline-threading，它們的差別僅在於對opcode的dispatch方式不同；所有實現方式都共享同一份handler代碼。
這種做法的缺點是：
這樣寫得到的「編譯器」無論從代碼組織還是程序思路都還是解釋器的那套，從編譯器的角度看很別扭。它最終實現出來效果跟從編譯器角度出發的template-based JIT一樣，但我覺得後者的思路更直觀，代碼也通常更清晰一些。
這種做法仍然無法跨越位元組碼邊界做任何優化，因為每個opcode對應一個單獨的handler，而這種做法的代碼生成僅僅是把handler拷貝到一起而已。
要在它的基礎之上進一步提高性能可以直接對位元組碼序列做些簡單模式匹配，以便跨越位元組碼邊界做優化。但這樣做通常是自討苦吃，工程上很難持續下去。

④ 什麼是編譯原理

編譯原理是計算機專業的一門重要專業課，旨在介紹編譯程序構造的一般原理和基本方法。內容包括語言和文法、詞法分析、語法分析、語法制導翻譯、中間代碼生成、存儲管理、代碼優化和目標代碼生成。 編譯原理是計算機專業設置的一門重要的專業課程。雖然只有少數人從事編譯方面的工作，但是這門課在理論、技術、方法上都對學生提供了系統而有效的訓練，有利於提高軟體人員的素質和能力。
這門課程關注的是編譯器方面的產生原理和技術問題，似乎和計算機的基礎領域不沾邊，可是編譯原理卻一直作為大學本科的 必修課程，同時也成為了研究生入學考試的必考內容。編譯原理及技術從本質上來講就是一個演算法問題而已，當然由於這個問題十分復雜，其解決演算法也相對復雜。 我們學的數據結構與演算法分析也是講演算法的，不過講的基礎演算法，換句話說講的是演算法導論，而編譯原理這門課程講的就是比較專註解決一種的演算法了。在20世紀 50年代，編譯器的編寫一直被認為是十分困難的事情，第一Fortran的編譯器據說花了18年的時間才完成。在人們嘗試編寫編譯器的同時，誕生了許多跟 編譯相關的理論和技術，而這些理論和技術比一個實際的編譯器本身價值更大。就猶如數學家們在解決著名的哥德巴赫猜想一樣，雖然沒有最終解決問題，但是其間 誕生不少名著的相關數論。

⑤ 用C++語言對下述文法和單詞表定義的語言設計編制一個編譯器。（1）單詞符號及種別表

系統與網路安全－－主要是試用電腦方面的，和編程語言/數學的聯系不大
計算機圖形學－－主要是一些圖形顯像的原理和演算法，和編程靠點邊，但是有點復雜，這個和樓主的專業有一點點聯系吧，不過圖形學裡面的編程似乎其他地方都用不到
密碼學－－基本上是純數學了，講密碼的加密和解密，感覺不深學的話很簡單，學了不搞研究的話基本沒有用

如果樓主想好好學學編程的話，不如直接去把C看個透徹，了解一下C＋＋，其他都是一通百通的
要是非要在這三個課程裡面選一個的話，我建議樓主選計算機圖形學。<

學習編程，從何入手？
如果您想學習編程，卻又不知從何入手，那麼您不妨看看下面的幾種學習方案，可能會給您一些啟示吧！

方案一 Basic語言 & Visual Basic

優點
（1）Basic 簡單易學，很容易上手。
（2）Visual Basic 提供了強大的可視化編程能力，可以讓你輕松地做出漂亮的程序。
（3）眾多的控制項讓編程變得象壘積木一樣簡單。
（4）Visual Basic 的全部漢化讓我們這些見了English就頭大的人喜不自禁。

缺點
（1）Visual Basic 不是真正的面向對象的開發文具。
（2）Visual Basic 的數據類型太少，而且不支持指針，這使得它的表達能力很有限。
（3）Visual Basic 不是真正的編譯型語言，它產生的最終代碼不是可執行的，是一種偽代碼。它需要一個動態鏈接庫去解釋執行，這使得Visual Basic 的編譯速度大大變慢。

綜述：方案一適合初涉編程的朋友，它對學習者的要求不高，幾乎每個人都可以在一個比較短的時間里學會vB編程，並用VB 做出自己的作品。對於那些把編程當做游戲的朋友來說，VB 是您最佳的選擇。

方案二 Pascal語言 & Delphi

優點
（1）Pascal語言結構嚴謹，可以很好地培養一個人的編程思想。
（2）Delphi是一門真正的面向對象的開發工具，並且是完全的可視化。
（3）Delphi使用了真編譯，可以讓你的代碼編譯成為可執行的文件，而且編譯速度非常快。
（4）Delphi具有強大的資料庫開發能力，可以讓你輕松地開發資料庫。

缺點
Delphi幾乎可以說是完美的，只是Pascal語言的過於嚴謹讓人感覺有點煩。

綜述: 方案二比較適合那些具有一定編程基礎並且學過Pascal語言的朋友。

方案三 C語言 & Visual C++

優點
（1）C語言靈活性好，效率高，可以接觸到軟體開發比較底層的東西。
（2）微軟的MFC庫博大精深，學會它可以讓隨心所欲地進行編程。
（3）VC是微軟製作的產品，與操作系統的結合更加緊密。

缺點
對使用者的要求比較高，既要具備豐富的C語言編程經驗，又要具有一定的WINDOWS編程基礎，它的過於專業使得一般的編程愛好者學習起來會有不小的困難。

綜述: VC是程序員用的東西。如果你是一個永不滿足的人，而且可以在編程上投入很大的精力和時間，那麼學習VC你一定不會後悔的。

方案四 C++語言 & C++ Builder

優點
（1）C++語言的優點全部得以繼承。
（2）完全的可是化。
（3）極強的兼容性，支持OWL、VCL和MFC三大類庫。
（4）編譯速度非常快。

缺點
由於推出的時間太短，關於它的各種資料還不太多。

綜述：我認為C++ Builder 是最好的編程工具。它既保持了C++語言編程的優點，又做到了完全的可視化。

方案五 SQL語言 & Power Builder

對於一些傳統的數據開發人員來說，Foxpro系列也許讓他們感到更加熟悉。但是對於初學者來說，PowerBuilder也許是最好的資料庫開發工具。各種各樣的控制項，功能強大的PowerBuilder語言都會幫助你開發出自己的資料庫應用程序<

難道編寫這些功能強大的軟體調用的是編譯器中內置的已經寫好的具有某種強大功能的函數嗎？
要想實現具有某些復雜功能的界面軟體，一般都有庫函數讓你調用，windows下有MFC,linux下有QT等，JAVA上面則有swing，但是切記，一般的圖形界面庫只給你提供界面的顯示，其具體功能還是要你自己來實現的，這就好比這些庫函數給你一個外殼，你向裡面裝什麼東西由你決定。
至於你所說的在屏幕上列印結果，則是編程的基礎，因為大多數軟體的作用都是和數據打交道，無非是對數據的增、刪、改、查，顯示等操作。而你在屏幕上列印的計算結果，即是對數據的改，和顯示的過程，只不過顯示的時候放在終端而已，而當你使用界面庫函數的時候，就可以把這個結果顯示到你需要顯示的界面上去了。
最後，編程語言不僅僅只是對阿拉伯數字的

⑥ 編譯器中都有哪些演算法

詞法/語法分析、程序分析與程序變換、代碼生成、內存管理、虛擬機、函數式語言的實現與優化。。。每個話題都能出不止一本書。

用到的演算法/數據結構多如牛毛：

各種樹、圖為主，其他如棧、隊列、散列表、並查集。。。

貪心、回溯、動態規劃、遺傳演算法、矩陣變換。。

在一個問題下很難回答好。。 先簡單介紹一下和圖相關的。

1. 和什麼圖打交道
CFG(Control Flow Graph)
控制流圖是對程序中分支跳轉關系的抽象，描述程序所有可能執行路徑

節點是語句集合（basic block)；

每個basic block有唯一入口和出口；

如果A到B有邊，表示A執行完後可能執行B

PDG(Program Dependence Graph)
PDG在編譯器中用得不多，常見於軟體工程/安全相關的應用（程序切片、安全信息流等）

SSA(Single Static Assignment)
SSA簡化了很多數據流分析問題。

其他圖
DJ Graph, Loop Nesting Forest, Program Structure Tree等等。

可參考：IR for Program Analysis。下面主要介紹CFG

2. CFG初步處理
CFG構造

dominator樹生成
在CFG中，如果A是B的dominator，則從程序入口執行到B的任意路徑一定經過A

控制依賴分析
根據dominator和post-dominator分析依賴關系。數據依賴、控制依賴信息在自動並行化中尤其重要（如果循環的每次迭代都沒有依賴，那麼可以並行處理）

控制流圖化簡
在復雜度相同的情況下，CFG的規模影響演算法的效果。如果一個CFG僅通過如下變換能化簡為一個節點，則它是可化簡的：

如果節點n有唯一的前驅，那麼將其和其前驅合並為一個節點

如果節點存在到自身的邊，那麼將該邊刪除
構造SSA
SSA可以由CFG構造。

3. CFG與數據流分析
下面才進入主題。。
一般的文獻介紹DFA（Data flow analysis），都會用幾個基礎的分析為例：Constant Propagation，Range propagation，Avaliable expressions，Reaching Definition。而Reaching Definition的一個應用，就是大家喜聞樂見的「跳轉到定義處」（真要做到「智能」跳轉並不簡單）

這部分涉及東西較多，一些演算法也和」圖「並不直接相關，不再展開。

PS，很多DFA問題可以用graph reachability統一建模，強烈推薦此文：
Program analysis via graph reachability

⑦ 編譯器的工作原理

編譯 是從源代碼（通常為高級語言）到能直接被計算機或虛擬機執行的目標代碼（通常為低級語言或機器語言）的翻譯過程。然而，也存在從低級語言到高級語言的編譯器，這類編譯器中用來從由高級語言生成的低級語言代碼重新生成高級語言代碼的又被叫做反編譯器。也有從一種高級語言生成另一種高級語言的編譯器，或者生成一種需要進一步處理的的中間代碼的編譯器（又叫級聯）。
典型的編譯器輸出是由包含入口點的名字和地址， 以及外部調用（到不在這個目標文件中的函數調用）的機器代碼所組成的目標文件。一組目標文件，不必是同一編譯器產生，但使用的編譯器必需採用同樣的輸出格式，可以鏈接在一起並生成可以由用戶直接執行的EXE,
所以我們電腦上的文件都是經過編譯後的文件。

⑧ 編譯器的歷史

20世紀50年代，IBM的John Backus帶領一個研究小組對FORTRAN語言及其編譯器進行開發。但由於當時人們對編譯理論了解不多，開發工作變得既復雜又艱苦。與此同時，Noam Chomsky開始了他對自然語言結構的研究。他的發現最終使得編譯器的結構異常簡單，甚至還帶有了一些自動化。Chomsky的研究導致了根據語言文法的難易程度以及識別它們所需要的演算法來對語言分類。正如Chomsky架構（Chomsky Hierarchy），它包括了文法的四個層次：0型文法、1型文法、2型文法和3型文法，且其中的每一個都是其前者的特殊情況。2型文法（或上下文無關文法）被證明是程序設計語言中最有用的，而且今天它已代表著程序設計語言結構的標准方式。分析問題（parsing problem，用於上下文無關文法識別的有效演算法）的研究是在60年代和70年代，它相當完善的解決了這個問題。它已是編譯原理中的一個標准部分。
有限狀態自動機（Finite Automation）和正則表達式（Regular Expression）同上下文無關文法緊密相關，它們與Chomsky的3型文法相對應。對它們的研究與Chomsky的研究幾乎同時開始，並且引出了表示程序設計語言的單詞的符號方式。
人們接著又深化了生成有效目標代碼的方法，這就是最初的編譯器，它們被一直使用至今。人們通常將其稱為優化技術（Optimization Technique），但因其從未真正地得到過被優化了的目標代碼而僅僅改進了它的有效性，因此實際上應稱作代碼改進技術（Code Improvement Technique）。
當分析問題變得好懂起來時，人們就在開發程序上花費了很大的功夫來研究這一部分的編譯器自動構造。這些程序最初被稱為編譯器的編譯器（Compiler-compiler），但更確切地應稱為分析程序生成器（Parser Generator），這是因為它們僅僅能夠自動處理編譯的一部分。這些程序中最著名的是Yacc（Yet Another Compiler-compiler），它是由Steve Johnson在1975年為Unix系統編寫的。類似的，有限狀態自動機的研究也發展了一種稱為掃描程序生成器（Scanner Generator）的工具，Lex（與Yacc同時，由Mike Lesk為Unix系統開發）是這其中的佼佼者。
在20世紀70年代後期和80年代早期，大量的項目都貫注於編譯器其它部分的生成自動化，這其中就包括了代碼生成。這些嘗試並未取得多少成功，這大概是因為操作太復雜而人們又對其不甚了解。
編譯器設計最近的發展包括：首先，編譯器包括了更加復雜演算法的應用程序它用於推斷或簡化程序中的信息；這又與更為復雜的程序設計語言的發展結合在一起。其中典型的有用於函數語言編譯的Hindley-Milner類型檢查的統一演算法。其次，編譯器已越來越成為基於窗口的交互開發環境（Interactive Development Environment，IDE）的一部分，它包括了編輯器、連接程序、調試程序以及項目管理程序。這樣的IDE標准並沒有多少，但是對標準的窗口環境進行開發已成為方向。另一方面，盡管在編譯原理領域進行了大量的研究，但是基本的編譯器設計原理在近20年中都沒有多大的改變，它正迅速地成為計算機科學課程中的中心環節。
在20世紀90年代，作為GNU項目或其它開放源代碼項目標一部分，許多免費編譯器和編譯器開發工具被開發出來。這些工具可用來編譯所有的計算機程序語言。它們中的一些項目被認為是高質量的，而且對現代編譯理論感興趣的人可以很容易的得到它們的免費源代碼。
大約在1999年，SGI公布了他們的一個工業化的並行化優化編譯器Pro64的源代碼，後被全世界多個編譯器研究小組用來做研究平台，並命名為Open64。Open64的設計結構好，分析優化全面，是編譯器高級研究的理想平台。
編譯器相關專業術語: 1. compiler編譯器；編譯程序 2. on-line compiler 連線編譯器 3. precompiler 預編譯器 4. serial compiler 串列編譯器 5. system-specific compiler 特殊系統編譯器 6. Information Presentation Facility Compiler 信息展示設施編譯器 7. Compiler Monitor System 編譯器監視系統

⑨ 編譯器設計的內容簡介

《編譯器設計》是作者多年來在編譯器領域中鑽研、教學的成果，並以在該學科領域與學生的交流以及他們的反饋和研究作為依據。《編譯器設計》全面介紹了編譯器設計中的原理和技術，闡述了編譯領域中的難點，並詳細描述了編譯器設計的各個階段。
因為編譯器的設計過程是將自動機理論、數據結構、演算法、計算機體系結構和操作系統等領域知識進行綜合的過程，所以編譯器設計者必須要有較好的計算機科學理論的背景。《編譯器設計》詳細描述了各種類型的解析器，從最簡單的遞歸下降和LL解析器到復雜的LR、規范LR和LALR解析器，尤其

⑩ 「編譯」與「編譯器」是什麼意思

編譯是動詞
編譯器是名詞
編譯(compilation , compile)
1、利用編譯程序從源語言編寫的源程序產生目標程序的過程。
2、用編譯程序產生目標程序的動作。

編譯就是把高級語言變成計算機可以識別的2進制語言，計算機只認識1和0，編譯程序把人們熟悉的語言換成2進制的。
編譯程序把一個源程序翻譯成目標程序的工作過程分為五個階段：詞法分析；語法分析；中間代碼生成；代碼優化；目標代碼生成。主要是進行詞法分析和語法分析，又稱為源程序分析，分析過程中發現有語法錯誤，給出提示信息。
（1） 詞法分析
詞法分析的任務是對由字元組成的單詞進行處理，從左至右逐個字元地對源程序進行掃描，產生一個個的單詞符號，把作為字元串的源程序改造成為單詞符號串的中間程序。執行詞法分析的程序稱為詞法分析程序或掃描器。
源程序中的單詞符號經掃描器分析，一般產生二元式：單詞種別；單詞自身的值。單詞種別通常用整數編碼，如果一個種別只含一個單詞符號，那麼對這個單詞符號，種別編碼就完全代表它自身的值了。若一個種別含有許多個單詞符號，那麼，對於它的每個單詞符號，除了給出種別編碼以外，還應給出自身的值。
詞法分析器一般來說有兩種方法構造：手工構造和自動生成。手工構造可使用狀態圖進行工作，自動生成使用確定的有限自動機來實現。
（2） 語法分析
編譯程序的語法分析器以單詞符號作為輸入，分析單詞符號串是否形成符合語法規則的語法單位，如表達式、賦值、循環等，最後看是否構成一個符合要求的程序，按該語言使用的語法規則分析檢查每條語句是否有正確的邏輯結構，程序是最終的一個語法單位。編譯程序的語法規則可用上下文無關文法來刻畫。
語法分析的方法分為兩種：自上而下分析法和自下而上分析法。自上而下就是從文法的開始符號出發，向下推導，推出句子。而自下而上分析法採用的是移進歸約法，基本思想是：用一個寄存符號的先進後出棧，把輸入符號一個一個地移進棧里，當棧頂形成某個產生式的一個候選式時，即把棧頂的這一部分歸約成該產生式的左鄰符號。
（3） 中間代碼生成
中間代碼是源程序的一種內部表示，或稱中間語言。中間代碼的作用是可使編譯程序的結構在邏輯上更為簡單明確，特別是可使目標代碼的優化比較容易實現。中間代碼即為中間語言程序，中間語言的復雜性介於源程序語言和機器語言之間。中間語言有多種形式，常見的有逆波蘭記號、四元式、三元式和樹。
（4） 代碼優化
代碼優化是指對程序進行多種等價變換，使得從變換後的程序出發，能生成更有效的目標代碼。所謂等價，是指不改變程序的運行結果。所謂有效，主要指目標代碼運行時間較短，以及佔用的存儲空間較小。這種變換稱為優化。
有兩類優化：一類是對語法分析後的中間代碼進行優化，它不依賴於具體的計算機；另一類是在生成目標代碼時進行的，它在很大程度上依賴於具體的計算機。對於前一類優化，根據它所涉及的程序范圍可分為局部優化、循環優化和全局優化三個不同的級別。
（5） 目標代碼生成
目標代碼生成是編譯的最後一個階段。目標代碼生成器把語法分析後或優化後的中間代碼變換成目標代碼。目標代碼有三種形式：
① 可以立即執行的機器語言代碼，所有地址都重定位；
② 待裝配的機器語言模塊，當需要執行時，由連接裝入程序把它們和某些運行程序連接起來，轉換成能執行的機器語言代碼；
③ 匯編語言代碼，須經過匯編程序匯編後，成為可執行的機器語言代碼。
目標代碼生成階段應考慮直接影響到目標代碼速度的三個問題：一是如何生成較短的目標代碼；二是如何充分利用計算機中的寄存器，減少目標代碼訪問存儲單元的次數；三是如何充分利用計算機指令系統的特點，以提高目標代碼的質量。
編譯器，是將便於人編寫，閱讀，維護的高級計算機語言翻譯為計算機能解讀、運行的低階機器語言的程序。編譯器將原始程序（Source program）作為輸入，翻譯產生使用目標語言（Target language）的等價程序。源代碼一般為高階語言 (High-level language), 如 Pascal、C++、Java 等，而目標語言則是匯編語言或目標機器的目標代碼（Object code），有時也稱作機器代碼（Machine code）。
一個現代編譯器的主要工作流程如下：
源代碼 (source code) → 預處理器 (preprocessor) → 編譯器 (compiler) → 匯編程序 (assembler) → 目標代碼 (object code) → 連接器 (Linker) → 可執行程序 (executables)

工作原理
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編譯是從源代碼（通常為高階語言）到能直接被計算機或虛擬機執行的目標代碼（通常為低階語言或機器語言）的翻譯過程。然而，也存在從低階語言到高階語言的編譯器，這類編譯器中用來從由高階語言生成的低階語言代碼重新生成高階語言代碼的又被叫做反編譯器。也有從一種高階語言生成另一種高階語言的編譯器，或者生成一種需要進一步處理的的中間代碼的編譯器（又叫級聯）。
典型的編譯器輸出是由包含入口點的名字和地址, 以及外部調用（到不在這個目標文件中的函數調用）的機器代碼所組成的目標文件。一組目標文件，不必是同一編譯器產生，但使用的編譯器必需採用同樣的輸出格式，可以鏈接在一起並生成可以由用戶直接執行的可執行程序。

編譯器種類
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編譯器可以生成用來在與編譯器本身所在的計算機和操作系統（平台）相同的環境下運行的目標代碼，這種編譯器又叫做「本地」編譯器。另外，編譯器也可以生成用來在其它平台上運行的目標代碼，這種編譯器又叫做交叉編譯器。交叉編譯器在生成新的硬體平台時非常有用。「源碼到源碼編譯器」是指用一種高階語言作為輸入，輸出也是高階語言的編譯器。例如: 自動並行化編譯器經常採用一種高階語言作為輸入，轉換其中的代碼，並用並行代碼注釋對它進行注釋（如OpenMP）或者用語言構造進行注釋（如FORTRAN的DOALL指令）。

預處理器（preprocessor）

作用是通過代入預定義等程序段將源程序補充完整。

編譯器前端（frontend）

前端主要負責解析（parse）輸入的源代碼，由語法分析器和語意分析器協同工作。語法分析器負責把源代碼中的『單詞』（Token）找出來,語意分析器把這些分散的單詞按預先定義好的語法組裝成有意義的表達式，語句 ，函數等等。 例如「a = b + c;」前端語法分析器看到的是「a, =, b , +, c;」，語意分析器按定義的語法，先把他們組裝成表達式「b + c」，再組裝成「a = b + c」的語句。 前端還負責語義（semantic checking）的檢查，例如檢測參與運算的變數是否是同一類型的，簡單的錯誤處理。最終的結果常常是一個抽象的語法樹（abstract syntax tree，或 AST），這樣後端可以在此基礎上進一步優化，處理。

編譯器後端（backend）

編譯器後端主要負責分析，優化中間代碼（Intermediate representation）以及生成機器代碼（Code Generation）。

一般說來所有的編譯器分析，優化，變型都可以分成兩大類： 函數內（intraproceral）還是函數之間（interproceral）進行。很明顯，函數間的分析，優化更准確，但需要更長的時間來完成。

編譯器分析（compiler analysis）的對象是前端生成並傳遞過來的中間代碼，現代的優化型編譯器（optimizing compiler）常常用好幾種層次的中間代碼來表示程序，高層的中間代碼（high level IR）接近輸入的源代碼的格式，與輸入語言相關（language dependent），包含更多的全局性的信息，和源代碼的結構；中層的中間代碼（middle level IR）與輸入語言無關，低層的中間代碼(Low level IR)與機器語言類似。 不同的分析，優化發生在最適合的那一層中間代碼上。

常見的編譯分析有函數調用樹（call tree），控制流程圖（Control flow graph），以及在此基礎上的 變數定義－使用，使用－定義鏈（define-use/use-define or u-d/d-u chain），變數別名分析（alias analysis），指針分析（pointer analysis），數據依賴分析（data dependence analysis）等等。

上述的程序分析結果是編譯器優化（compiler optimization）和程序變形（compiler transformation）的前提條件。常見的優化和變新有：函數內嵌（inlining），無用代碼刪除（Dead code elimination），標准化循環結構（loop normalization），循環體展開（loop unrolling），循環體合並，分裂（loop fusion，loop fission），數組填充（array padding），等等。 優化和變形的目標是減少代碼的長度，提高內存（memory），緩存（cache）的使用率，減少讀寫磁碟，訪問網路數據的頻率。更高級的優化甚至可以把序列化的代碼（serial code）變成並行運算，多線程的代碼（parallelized，multi-threaded code）。

機器代碼的生成是優化變型後的中間代碼轉換成機器指令的過程。現代編譯器主要採用生成匯編代碼（assembly code）的策略，而不直接生成二進制的目標代碼（binary object code）。即使在代碼生成階段，高級編譯器仍然要做很多分析，優化，變形的工作。例如如何分配寄存器（register allocatioin），如何選擇合適的機器指令（instruction selection），如何合並幾句代碼成一句等等。

編譯語言與直譯語言對比
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許多人將高階程序語言分為兩類: 編譯型語言 和 直譯型語言 。然而，實際上，這些語言中的大多數既可用編譯型實現也可用直譯型實現，分類實際上反映的是那種語言常見的實現方式。（但是，某些直譯型語言，很難用編譯型實現。比如那些允許 在線代碼更改 的直譯型語言。）

歷史
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上世紀50年代，IBM的John Backus帶領一個研究小組對FORTRAN語言及其編譯器進行開發。但由於當時人們對編譯理論了解不多，開發工作變得既復雜又艱苦。與此同時，Noam Chomsky開始了他對自然語言結構的研究。他的發現最終使得編譯器的結構異常簡單，甚至還帶有了一些自動化。Chomsky的研究導致了根據語言文法的難易程度以及識別它們所需要的演算法來對語言分類。正如現在所稱的Chomsky架構（Chomsky Hierarchy），它包括了文法的四個層次：0型文法、1型文法、2型文法和3型文法，且其中的每一個都是其前者的特殊情況。2型文法（或上下文無關文法）被證明是程序設計語言中最有用的，而且今天它已代表著程序設計語言結構的標准方式。分析問題（parsing problem，用於上下文無關文法識別的有效演算法）的研究是在60年代和70年代，它相當完善的解決了這個問題。現在它已是編譯原理中的一個標准部分。

有限狀態自動機（Finite Automaton）和正則表達式（Regular Expression）同上下文無關文法緊密相關，它們與Chomsky的3型文法相對應。對它們的研究與Chomsky的研究幾乎同時開始，並且引出了表示程序設計語言的單詞的符號方式。

人們接著又深化了生成有效目標代碼的方法，這就是最初的編譯器，它們被一直使用至今。人們通常將其稱為優化技術（Optimization Technique），但因其從未真正地得到過被優化了的目標代碼而僅僅改進了它的有效性，因此實際上應稱作代碼改進技術（Code Improvement Technique）。

當分析問題變得好懂起來時，人們就在開發程序上花費了很大的功夫來研究這一部分的編譯器自動構造。這些程序最初被稱為編譯器的編譯器（Compiler-compiler），但更確切地應稱為分析程序生成器（Parser Generator），這是因為它們僅僅能夠自動處理編譯的一部分。這些程序中最著名的是Yacc（Yet Another Compiler-compiler），它是由Steve Johnson在1975年為Unix系統編寫的。類似的，有限狀態自動機的研究也發展了一種稱為掃描程序生成器（Scanner Generator）的工具，Lex（與Yacc同時，由Mike Lesk為Unix系統開發）是這其中的佼佼者。

在70年代後期和80年代早期，大量的項目都貫注於編譯器其它部分的生成自動化，這其中就包括了代碼生成。這些嘗試並未取得多少成功，這大概是因為操作太復雜而人們又對其不甚了解。

編譯器設計最近的發展包括：首先，編譯器包括了更加復雜演算法的應用程序它用於推斷或簡化程序中的信息；這又與更為復雜的程序設計語言的發展結合在一起。其中典型的有用於函數語言編譯的Hindley-Milner類型檢查的統一演算法。其次，編譯器已越來越成為基於窗口的交互開發環境（Interactive Development Environment，IDE）的一部分，它包括了編輯器、連接程序、調試程序以及項目管理程序。這樣的IDE標准並沒有多少，但是對標準的窗口環境進行開發已成為方向。另一方面，盡管近年來在編譯原理領域進行了大量的研究，但是基本的編譯器設計原理在近20年中都沒有多大的改變，它現在正迅速地成為計算機科學課程中的中心環節。

在九十年代，作為GNU項目或其它開放源代碼項目標一部分，許多免費編譯器和編譯器開發工具被開發出來。這些工具可用來編譯所有的計算機程序語言。它們中的一些項目被認為是高質量的，而且對現代編譯理論感興趣的人可以很容易的得到它們的免費源代碼。

大約在1999年，SGI公布了他們的一個工業化的並行化優化編譯器Pro64的源代碼，後被全世界多個編譯器研究小組用來做研究平台，並命名為Open64。Open64的設計結構好，分析優化全面，是編譯器高級研究的理想平台。