Интерпретаторы

Определение 8. Интерпретатор- это программа, которая воспринимает исходную программу на входном (исходном) языке и выполняет ее.

Интерпретатор, так же как и транслятор, анализирует текст исходной программы. Однако он не порождает результирующую программу, а сразу же выполняет исходную программу в соответствии с ее смыслом, заданным семантикой входного языка. Таким образом, результатом работы интерпретатора будет результат, определенный смыслом исходной программы, в том случае, если эта программа синтаксически и семантически правильная с точки зрения входного языка, или сообщение об ошибке в противном случае.

Интерпретатор выполняет программу покомандно, по мере поступления ее исходного кода на вход интерпретатора.

Алгоритм работы простого интерпретатора:

1) прочитать инструкцию;

2) проанализировать инструкцию и определить соответствующие действия;

3) выполнить соответствующие действия;

4) если не достигнуто условие завершения программы, прочитать следующую инструкцию и перейти к пункту 2.

Режим интерпретации можно использовать при отладке программ на языке высокого уровня.

В большинстве случаев интерпретируемая программа работает намного медленнее, чем скомпилированная программа, но не требует затрат на компиляцию, что в случае небольших программ может повышать общую производительность.

Существенное отличие интерпретатора от компилятора: если интерпретатор исполняет команды по мере их поступления, то он не может выполнять оптимизацию исходной программы. Следовательно, фаза оптимизации в общей структуре интерпретатора будет отсутствовать. В остальном структура интерпретатора будет мало отличаться от структуры аналогичного компилятора. Следует только учесть, что на последнем этапе - генерации кода - машинные команды не записываются в объектный файл, а выполняются по мере их порождения.

Далеко не все языки программирования допускают построение интерпретаторов, которые могли бы выполнять исходную программу по мере поступления команд. Отсутствие шага оптимизации ведет к тому, что выполнение программы с помощью интерпретатора является менее эффективным, чем с помощью аналогичного компилятора. Кроме того, при интерпретации исходная программа должна заново разбираться всякий раз при ее выполнении, в то время как при компиляции она разбирается только один раз, а после этого всегда используется объектный файл. Также очевидно, что объектный код будет исполняться всегда быстрее, чем происходит интерпретация аналогичной исходной программы. Таким образом, интерпретаторы всегда проигрывают компиляторам в производительности.

Преимуществом интерпретатора является независимость выполнения программы от архитектуры целевой вычислительной системы. В результате компиляции получается объектный код, который всегда ориентирован на определенную целевую вычислительную систему. Для перехода на другую целевую вычислительную систему исходную программу требуется откомпилировать заново. А для интерпретации программы необходимо иметь только ее исходный текст и интерпретатор с соответствующего языка.

Интерпретаторы долгое время значительно уступали в распространенности компиляторам. Как правило, интерпретаторы существовали для ограниченного круга относительно простых языков программирования (таких, например, как Basic). Высокопроизводительные профессиональные средства разработки программного обеспечения строились на основе компиляторов. Новый импульс развитию интерпретаторов придало распространение глобальных вычислительных сетей. Такие сети могут включать в свой состав компьютеры различной архитектуры, и тогда требование единообразного выполнения на каждом из них текста исходной программы становится определяющим. Поэтому с развитием глобальных сетей и распространением Всемирной сети Интернет появилось много новых систем, интерпретирующих текст исходной программы. Многие языки программирования, применяемые во Всемирной сети, предполагают именно интерпретацию текста исходной программы без порождения объектного кода. Некоторые современные языки программирования предполагают две стадии разработки: сначала исходная программа компилируется в промежуточный код (некоторый язык низкого уровня), а затем этот результат компиляции выполняется с помощью интерпретатора данного промежуточного языка. Широко распространенным примером интерпретируемого языка может служить HTML (Hypertext Markup Language) - язык описания гипертекста. На его основе в настоящее время функционирует практически вся структура сети Интернет. Другой пример - языки Java и JavaScript сочетают в себе функции компиляции и интерпретации (текст исходной программы компилируется в промежуточный код, не зависящий от архитектуры целевой вычислительной системы, этот код распространяется по сети и интерпретируется на принимающей стороне).