Definir
compilador, interpretador e seus artefatos
CEDIS | Universidade de Brasília (UnB)
Organização e estrutura de compiladores e interpretadores
FGA0003 — Compiladores 1 · Semana 3 · Aula teórica
CEDISObjetivos de aprendizagem
Identificar
as fases fundamentais de um compilador
Interpretar
o fluxo do código-fonte ao código-alvo
Comparar
compilação, interpretação e modelos híbridos
Relacionar
a arquitetura às ferramentas Flex e Bison
CEDISMapa da aula
- 01Revisão: código-fonte, tokens e gramáticas
- 02Conceito central: compilador e interpretador
- 03Arquitetura: fases e representações
- 04Exemplo guiado: int x = 10;
- 05Aplicações e cinco atividades interativas
CEDISDuas estratégias de execução
- Compilador: traduz antes de executar.
- Interpretador: executa durante a leitura.
- Ambos podem usar lexer, parser e representações internas.
CEDISUma analogia: receita e cozinheiro
Compilador
- Traduz a receita inteira previamente
- Entrega um formato pronto ao cozinheiro
- O preparo ocorre depois da tradução
Interpretador
- Lê a receita passo a passo
- O cozinheiro executa cada instrução
- O resultado aparece durante a leitura
CEDISatividade
Conceito de compilação
Qual opção descreve corretamente um compilador?
CEDIS
Pipeline clássico de compilação
- Front-end: compreende e valida o programa.
- Middle-end: transforma e otimiza a representação.
- Back-end: adapta o resultado ao alvo.
CEDISTrês blocos arquiteturais
Front-end
Análises léxica, sintática e semântica; depende principalmente da linguagem-fonte.
Middle-end
Representações intermediárias e otimizações independentes ou parcialmente dependentes do alvo.
Back-end
Seleção de instruções, alocação de registradores e emissão do código-alvo.
CEDISFlex e Bison no front-end
- Flex reconhece lexemas e retorna tokens.
- Bison verifica a gramática e executa ações.
- A integração prepara AST, símbolos e análises posteriores.
CEDISatividade
Sequência das fases iniciais
Qual é a ordem correta das fases iniciais?
CEDISAnálise léxica: do texto aos tokens
Responsabilidades
- Ler caracteres
- Reconhecer lexemas
- Classificar tokens
- Reportar símbolos inválidos
Exemplo
- Entrada: int x = 10;
- INT
- ID(x)
- ASSIGN · NUM(10) · SEMI
CEDIS
Análise sintática em um exemplo
- O parser recebe tokens, não caracteres brutos.
- A gramática descreve formas estruturais válidas.
- A árvore registra a organização reconhecida.
CEDISComo o parser reconhece a declaração
1
Iniciar
partir do símbolo inicial
2
Expandir
selecionar produções compatíveis
3
Consumir
comparar terminais com tokens
4
Reduzir
reconhecer construções completas
5
Produzir
construir árvore ou executar ações
CEDISatividade
Saída da análise léxica
Qual é a saída do lexer para int x = 10;?
CEDISAnálise semântica: estrutura não basta
Verificações
- Declaração e redeclaração
- Escopo e visibilidade
- Compatibilidade de tipos
- Chamadas e argumentos
Estruturas de apoio
- AST anotada
- Tabela de símbolos
- Informações de tipo
- Referências às declarações
CEDISDa AST ao código executável
Código intermediário
Lineariza ou reorganiza a estrutura em TAC, SSA, bytecode ou outra RI.
Otimização
Melhora custo, tamanho ou consumo sem alterar o comportamento observável.
Código final
Mapeia a RI para instruções, objetos, assembly ou bytecode de destino.
CEDISFluxo típico de interpretação
- O front-end pode ser semelhante ao de um compilador.
- O executor percorre AST, bytecode ou comandos.
- O resultado surge durante a execução.
CEDISCompilação e interpretação na prática
Compilação
- Execução tende a ser mais rápida
- Distribuição por artefato
- Ciclo editar–compilar–executar
- Otimizações antecipadas
Interpretação
- Retorno mais imediato
- Ambiente de execução necessário
- Boa para scripts e protótipos
- Maior flexibilidade em tempo de execução
CEDISModelos híbridos são comuns
Bytecode + VM
O código é compilado para uma máquina virtual portátil.
JIT
Trechos são compilados dinamicamente durante a execução.
AOT + runtime
Código nativo convive com bibliotecas e serviços de tempo de execução.
Transpilação
Código-fonte é traduzido para outra linguagem de alto nível.
CEDIS
CEDISAplicações práticas
DSLs
SQL, VHDL e linguagens de configuração especializadas.
Análise estática
Linters, segurança, qualidade e detecção de defeitos.
IDEs
Refatoração, navegação, autocompletar e diagnósticos.
CI/CD
Validação automática, geração e transformação de artefatos.
IA e dados
Compilação de grafos, kernels e pipelines para diferentes back-ends.
CEDISQuando cada abordagem tende a ser adequada?
Preferir compilação quando...
- Desempenho é prioritário
- Há alvo bem definido
- O artefato será distribuído
- Otimizações antecipadas são úteis
Preferir interpretação quando...
- Retorno imediato é valorizado
- O uso é exploratório
- Scripts devem ser simples
- O ambiente de execução é controlado
CEDISatividade
Escolha arquitetural
Quando a interpretação direta tende a ser adequada?
CEDISSíntese da aula
Estratégias
Compilar traduz; interpretar executa durante o processamento.
Pipeline
Cada fase recebe, valida ou transforma uma representação.
Flex + Bison
O lexer gera tokens; o parser reconhece estruturas.
Semântica
AST e tabela de símbolos suportam regras contextuais.
Engenharia
Os mesmos conceitos sustentam IDEs, DSLs e análise estática.
CEDISReferências
- Aho, A. V., Lam, M. S., Sethi, R., & Ullman, J. D. (2006). Compilers: Principles, techniques, and tools (2nd ed.). Addison-Wesley.
- Cooper, K. D., & Torczon, L. (2012). Engineering a compiler (2nd ed.). Morgan Kaufmann.
- Tremblay, J. P., & Sorenson, P. G. (1985). The theory and practice of compiler writing. McGraw-Hill.
- Wirth, N. (2005). Compiler construction. ETH Zürich.
- Singh, R. (2009). Design and implementation of compiler. New Age International.
CEDISDa arquitetura à implementação
Próxima etapa: aplicar essa visão ao projeto incremental em Flex e Bison. FGA0003 — Compiladores 1 · CEDIS/UnB