Historia de la construcción de los compiladores para niños
En informática, un compilador es un programa informático que transforma código fuente escrito en un lenguaje de programación o lenguaje informático (el lenguaje fuente), en otro lenguaje informático (el lenguaje objetivo, estando a menudo en formato binario conocido como código objeto). La razón más común para querer transformar código fuente es crear un programa ejecutable.
Cualquier programa escrito en un lenguaje de programación de alto nivel debe ser traducido a código objeto antes de que pueda ser ejecutado, para que todos los programadores que usen tal lenguaje usen un compilador o un intérprete. Por esto, los compiladores son muy importantes para los programadores. Cualquier mejora hecha a un compilador lleva a un gran número de programas mejorados.
Los compiladores son programas grandes y complejos, pero el análisis sistemático y la investigación de los científicos informáticos ha llevado a un entendimiento más claro de la construcción de los compiladores y una gran cantidad de teoría ha sido desarrollada sobre ellos. La investigación en la construcción de compiladores ha conducido a herramientas que hacen mucho más fácil crear compiladores, de modo que los estudiantes de informática de hoy en día pueden crear sus propios lenguajes pequeños y desarrollar un compilador simple en pocas semanas.
Contenido
Primeros compiladores
El software para los primeros computadores estaba primariamente escrito en lenguaje ensamblador. Normalmente para un programador es más productivo usar un lenguaje de alto nivel, y los programas escritos en lenguajes de alto nivel pueden ser reutilizados en distintos tipos de computadores. Aun teniendo en cuenta esto, pasó un tiempo hasta que los compiladores se establecieran, porque generaban código que no tenía tan buen rendimiento como los ensambladores escritos a mano, eran enormes proyectos de desarrollo por sí mismos, y la limitadísima capacidad de memoria de los primeros computadores creó muchos problemas técnicos para las implementaciones prácticas de los compiladores.
El primer compilador fue escrito por Grace Hopper, en 1952, para el lenguaje Sistema A-0. El término compilador fue acuñado por Hopper. El equipo FORTRAN dirigido por John W. Backus de IBM está generalmente acreditado por haber presentado el primer compilador completo, en 1957. El primer compilador FORTRAN necesitó de 18 años-persona para su creación.
En 1960, un compilador FORTRAN extendido, ALTAC, estaba también disponible en el Philco 2000, por lo que es probable que un programa FORTRAN fuera compilado para ambas arquitecturas de computadores a mediados de los años 60. El primer lenguaje de alto nivel multiplataforma demostrado fue COBOL. En una demostración en diciembre de 1960, un programa COBOL fue compilado y ejecutado en el UNIVAC II y el RCA 501.
El compilador COBOL para el UNIVAC II fue probablemente el primero en ser escrito en un lenguaje de alto nivel, llamado FLOW-MATIC, por un equipo dirigido por Grace Hopper.
Compiladores auto-alojados
Como cualquier otro software, hay beneficios obtenidos de la implementación de un compilador en un lenguaje de alto nivel. En particular, un compilador puede ser auto-alojado, es decir, escrito en el lenguaje de programación que lo compila. Construir un compilador auto-alojado es un problema de bootstrapping —el primer compilador para un lenguaje debe ser compilado o en un compilador escrito en un lenguaje distinto, o compilado ejecutando el compilador en un intérprete.
ELIAC
El Navy Electronics Laboratory International ALGOL Compiler o NELIAC fue un dialecto e implementación del compilador del lenguaje de programación ALGOL 58 desarrollado por el Naval Electronics Laboratory en 1958.
ELIAC fue el invento de Harry Huskey — por aquel entonces presidente de la ACM y un reconocido científico informático, y apoyado por Maury Halstead, el jefe del centro computacional en el NEL. La primera versión fue implementada en el ordenador prototipo USQ-17 (llamado la Condesa) en el laboratorio. Fue el primer compilador auto-compilado del mundo. Esto significa que el compilador fue primero codificado en forma simplificada en un lenguaje ensamblador (el bootstrap), y luego reescrito en su propio lenguaje, compilado por el compilador bootstrap, y recompilado por sí mismo, haciendo obsoleto el bootstrap.
Lisp
El primer compilador auto-alojado (excluyendo ensambladores) fue escrito para Lisp por Tim Hart y Mike Levin en el MIT en 1962. Ellos escribieron un compilador de Lisp en Lisp, probándolo en un intérprete de Lisp existente. Una vez que ellos hubieron mejorado el compilador hasta el punto de que se pudiera compilar en su propio código fuente, fue auto-alojado.
- El compilador tal como existe en la cinta de compilador estándar es un programa en lenguaje de máquina que fue obtenido al tener la definición de la Expresión S del trabajo de compilador en sí mismo a través del intérprete. (AI Memo 39)
Esta técnica solo es posible cuando un intérprete ya existe para el propio lenguaje que va a ser compilado. Lo toma prestado directamente de la noción de ejecutar un programa en sí mismo como salida, lo cual también es usado en varias pruebas de la ciencia computacional teórica, por ejemplo en la prueba de que el problema de la parada es indeterminable.
Gramáticas libres de contexto y analizadores sintácticos
Un analizador sintáctico es un componente importante de un compilador. Analiza el código fuente de un lenguaje de programación para crear algún tipo de representación interna. Los lenguajes de programación tienden a ser especificados en términos de una gramática libre de contexto a causa de los analizadores sintácticos rápidos y eficientes que pueden ser escritos para ellos. Los analizadores sintácticos pueden ser escritos a mano o generado por un compilador de computador. Una gramática libre de contexto ofrece un mecanismo sencillo y preciso para describir la estructura de bloque de un programa - es decir, cómo el lenguaje de programación se construye a partir de bloques más pequeños. El formalismo de las gramáticas libres de contexto fue desarrollado por Noam Chomsky a mediados de los años 50.
La estructura de bloque fue introducida en los lenguajes de programación por el proyecto ALGOL (1957-1960), lo que, en consecuencia, también ofreció una gramática libre de contexto para describir la sintaxis resultante de ALGOL.
Las gramáticas libres de contexto son lo suficientemente simples como para permitir la construcción de algoritmos de análisis sintáctico eficientes los cuales, para una cadena dada, determinan cuándo y cómo pueden ser generados a partir de la gramática. Si un diseñador de lenguajes de programación está dispuesto a trabajar dentro de algunos subconjuntos limitados de las gramáticas libres de contexto, es posible crear analizadores sintácticos más eficientes.
