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[操作系统]为何计算机人应该懂一点编译知识?


 

2009年冬,本科计算机《编译原理》课程结业考试结果公布,虽然取得了不错的考试成绩,可是自己除了熟练掌握了那些艰涩难懂的文法分析算法之外,对编译器的工作原理仍然貌似“一无所知”。这让我下定决心在本科毕业设计时,选定了《自定义语言编译器的设计与实现》这个题目,从此与编译领域结下了不解之缘。2012年读研期间,在之前实现的编译器的基础上继而实现了汇编器和静态链接器,并添加了编译优化器。2013年着手启动《自己动手构造编译系统》书稿的撰写,历经两年终于完稿。2016年8月,《自己动手构造编译系统——编译、汇编与链接》一书正式面市,为自己多年投入该方面的精力和心血圆满地划上了句号。

 

如果不是当初好奇心的驱动,是很难让自己在编译的这条路上坚持这么久的。不过我仍庆幸当初的“一意孤行”,它不仅实现了我构建编译系统的愿望,还让我继而完成了专著帮助到更多的人。更重要的是,实现编译系统的过程对计算机人的专业素养有着巨大的促进作用。从数据结构与算法的增强训练,到大型软件系统的设计与构建;从理解离散数学中代数系统和图论在计算机科学中的作用,到使用数据流和控制流分析进行代码优化;从设计编程语言每一个单词和语法,到使用文法分析算法理解程序的语义;从指令系统和二进制文件结构的研究到编译环境和操作系统运行时环境的深刻理解。可以说,构建编译系统的过程,涉及了计算机科学从原理到实践的方方面面。它带给一个专业学习者的不仅仅是一个软件系统的实现价值,而是系统级的从计算机底层到上层的全局性认识和理解。

 

编译,即便对于在计算机领域工作多年的人来说,也会觉得枯燥乏味。尤其是在高负荷的业务需求的压力之下,更鲜有人会主动关注它的原理和细节。快餐式的学习确实会在短期内对个人迅速了解未知事物有所帮助,而作为专业人士要保持长期的竞争力,提高专业素养是必不可少而又漫长的过程,了解和学习基础理论并加以实践是一种行之有效的方式。我个人踏入工作岗位这两年多来,一直从事大数据平台构建相关的工作。表面上看来与编译领域关系不大,但是实践中发现,当初在实现编译系统中学习和接触的计算机的原理和知识,曾无数次间接地帮助我更好地完成工作中的任务。无论是学习新的编程语言和工具,还是准确地理解开源系统的原理和使用,亦或是定位各类软件系统的运行时问题,还是开发新型的软件系统或者扩展已有软件系统的新功能,了解和熟悉计算机的工作原理确实给我带来了巨大的帮助。曾经有互联网公司的面试官这样说,公司更看重的是一个人解决问题的能力。说白了,学习新的技术,使用各色各样的软件系统,根本上来说还是为了解决来自于业务或系统的问题,而对计算机更加熟悉的了解,可以帮助我们在解决问题的时候更加游刃有余,胸有成竹。

 

《自己动手构造编译系统——编译、汇编与链接》一书详细阐述了一门编程语言从无到有的过程,从语言的功能特性设计,到词法、文法、语义分析;从编译器、汇编器的设计实现,到目标文件的链接生成可执行文件;甚至编译优化器的实现、二进制指令、可执行文件格式以及语言运行时和标准库的概念,都在书中做了认真细致地剖析。相信对本书的阅读,将是一次不错的获得知识的体验!

 

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