今天开始总结编译原理的知识，但是感觉这门课有难度，嗯？无妨，就是干。第一篇：编译器简介及编译器结构概述。
下方的图片摘自编译器设计第二版。本文参考编译器设计第二版（橡书）和编译原理第三版（陈火旺版）。
编译器简介
编译器是什么？
我们平时编程所用的语言是高级语言，而机器只能识别机器语言。那什么做桥梁？编译器做桥梁。编译器是一个复杂的程序，它的工作是 将源语言程序（一般是高级语言）转化为 目标语言程序（一般是低级语言）。也就是下图所示：
需要注意的是，不要纠结于编译器的源语言 是不是高级语言，目标语言是不是低级语言，编译器 的作用就是将一种语言 转化 为另一种等价的语言。（所谓等价指的是 hi 的中文意思 是 你好 而不是再见）。
比如 有些编译器 可以将高级语言程序转换为另外的高级语言程序，这类编译器叫做 源到源的转换器。又比如，有些编译器 可以将低级语言程序 转换 为 高级语言程序，这类编译器叫做 反编译器。
当然回到常规的编译器来讲，机器要执行指令并产生结果，就必须要有编译器将高级语言程序转化为低级语言程序的这个过程。但是，有些语言则不同（如书中所提Perl ，Scheme，APL），他们更多依赖的是解释器，那解释器是怎么工作的？
解释器怎么工作的？
解释器的执行工作和编译器不同，编译器是将源程序转化为目标语言程序之后，让机器去执行目标语言程序。而解释器是一边解释，一边执行，不会产生目标程序。如下图所示：
当然有些语言比较特殊，它们要想产生结果，既需要编译，又需要解释。如Java ，首先，Java通过编译器转换为字节码，这个过程是编译过程，然后，通过JVM解释执行字节码，这个过程是解释过程。
编译的基本原则
编译器必须保持被编译程序的语义。
简单理解为 输入hi ，输出应该是你好，而不是再见。
编译器必须以某种可察觉的方式改进输入程序。
简单理解为编译过程很复杂，我们要尽可能优化。
编译器结构
从功能初步理解编译器
回到编译器的工作：理解输入源程序，并转化为目标程序。那么，我们可以将理解输入源程序当做是编译器要做的一个工作，这个工作叫做前端，同样的，我们可以将转化为目标程序当做是编译器要做的一个工作，这个工作就是后端。
前端的工作是将源程序进行处理，并产生一个结果，以待后端使用，这个结果称为IR（Intermediate Representation），也就是中间表示。后端接收这个中间形式然后把它转为指定机器的语言集。如下图所示：
进一步理解编译器
后端接收的IR，应当是高效的，这样能让后端产生一个更快或是更小的目标程序，当然，如书上所说，一份好的IR还有其他的好处，如让后端产生更少缺页异常或耗能较少的程序。
所以为了优化IR，就有了优化器，优化器的作用就是分析IR并产生新的IR，以改进IR。不难发现，优化器也可以看做是编译器。具体图片如下所示：
遍，趟（Pass）
在进一步分析编译器之前，有必要了解遍（也称作趟）的意思。所谓遍，是指对源程序或中间表示IR从头到尾扫描一次，并做有关的工作处理，生成新的中间表示IR或是目标程序的过程。这个过程就叫做遍。
每一遍是以从外存上获取上一次遍的结果为开始，完成工作后，以将新的结果存储到外存上为结束。每遍工作完成后，所占用的存贮空间大部分会被释放。
所以一次优化， 即旧的IR到新的IR的过程，就是一遍。
再进一步看编译器
实际的编译器当然要复杂地多，前端，优化器，后端都被细分成了更多的阶段。
前端由两趟或是三趟组成，处理源语言的各种细节，并产生初步的IR。优化器由若干趟形成，每一趟都将输入的IR进一步处理。后端由若干趟组成，每趟都是对输入的IR处理，使之更接近目标语言的机器集。
需要注意的是，每一趟都应该满足编译器的基本原则之一：不能修改原有语义。还有就是优化器通常不能产生最优的IR，毕竟，针对不同的机器，还要经过后端的若干趟，才可能产生接近最优的目标程序。
写完收工！