Aplicaciones de la tecnología de compilación

Un compilador es una pieza de software que traduce el código fuente del lenguaje de programación de alto nivel en código de máquina. Traduce el código escrito en un lenguaje de programación a otro sin cambiar su significado. Además, el compilador optimiza el código final para el rendimiento y el uso de la memoria.

Aplicaciones de la tecnología de compilación:

1. Implementación de Programación de Alto Nivel

Un lenguaje de programación de alto nivel define una abstracción de programación : el programador especifica un algoritmo en el lenguaje y el compilador debe traducirlo al lenguaje de destino. Los lenguajes de programación de alto nivel a veces son más fáciles de desarrollar, pero son ineficientes, por lo que las aplicaciones de destino se ejecutan más lentamente. Los programadores de lenguajes de bajo nivel tienen más control sobre sus cálculos y, en principio, pueden diseñar un código más eficiente. Los programas de bajo nivel, por otro lado, son más difíciles de construir y mucho más difíciles de mantener. Son menos portátiles, más propensos a errores y más complejos de administrar. Los compiladores optimizados emplean formas de mejorar el rendimiento del código generado, compensando la ineficiencia de las abstracciones de alto nivel.

En realidad, los programas que utilizan la palabra clave de registro pueden perder eficiencia ya que los programadores no siempre son los mejores jueces de asuntos de nivel extremadamente bajo como la asignación de registros. El enfoque ideal de asignación de registros depende mucho del diseño de la máquina. Las decisiones de administración de recursos de bajo nivel, como la asignación de registros, pueden dañar el rendimiento, especialmente si la aplicación se ejecuta en máquinas que no están diseñadas para ello.

2. Optimización de arquitecturas informáticas

Aparte de la rápida evolución de las arquitecturas informáticas, existe una demanda interminable de nueva tecnología de compilación. Casi todas las computadoras de alto rendimiento aprovechan el paralelismo y las jerarquías de memoria como métodos esenciales. El paralelismo se puede encontrar en dos niveles: en el nivel de instrucción, donde se realizan muchas operaciones al mismo tiempo, y en el nivel del procesador, donde distintos hilos del mismo programa se ejecutan en diferentes procesadores. Las jerarquías de memoria abordan el problema fundamental de poder producir un almacenamiento extremadamente rápido o un almacenamiento extremadamente grande, pero no ambos.

3. Diseño de nuevas arquitecturas informáticas

En los primeros días del diseño de la arquitectura informática, los compiladores se creaban después de construir las máquinas. Ese no es el caso ahora. Debido a que la programación de alto nivel es la norma, el rendimiento de un sistema informático está determinado no solo por su gran velocidad, sino también por qué tan bien los compiladores pueden usar sus capacidades. Los compiladores se crean en la etapa de diseño del procesador del desarrollo de la arquitectura informática contemporánea, y el código resultante se utiliza para evaluar las características arquitectónicas propuestas mediante simuladores.

4. Traducciones de programas:

La compilación generalmente se considera como una traducción de un lenguaje de alto nivel al nivel de la máquina, pero se puede usar el mismo enfoque para traducir a varios idiomas. Las siguientes son algunas de las aplicaciones más comunes de las tecnologías de traducción de software.

• Simulación compilada
• traducción binaria
• Síntesis de hardware
• Intérpretes de consulta de base de datos

5. Herramientas de productividad de software

Los programas son posiblemente los objetos técnicos más complejos jamás creados; se componen de una plétora de pequeños elementos, cada uno de los cuales debe ser preciso antes de que el programa pueda funcionar correctamente. Como resultado, los errores de software son comunes; los errores pueden hacer que un sistema se bloquee, generar resultados incorrectos, exponer un sistema a amenazas de seguridad o incluso causar fallas catastróficas en sistemas clave. La prueba es el método más común para descubrir fallas en los programas.

Una opción complementaria fascinante e interesante es el uso del análisis de flujo de datos para descubrir problemas de forma estática (es decir, antes de que se ejecute el programa). A diferencia de las pruebas de programas, el análisis del flujo de datos puede descubrir vulnerabilidades a lo largo de cualquier ruta de ejecución posible, no solo aquellas utilizadas por los conjuntos de datos de entrada. Muchas técnicas de análisis de flujo de datos, desarrolladas originalmente para optimizaciones de compiladores, se pueden usar para crear herramientas que ayuden a los programadores con sus responsabilidades de ingeniería de software.