Assignment Week1-1

姓名: 罗孝俊 学号：22371094

Textbook P21

1. 源程序：由高级语言或中间语言编写的处理系统的输入程序
目标程序：源程序经过翻译程序变换为的能在计算机上执行的程序
翻译程序：将源程序变换为语义等价的目标程序
汇编程序：将编译生成的中间程序变换为语义等价的目标程序的程序
编译程序：将源程序变换为语义等价的目标程序或者中间语言程序
解释程序：能对编译得到的中间语言进行解释执行的程序（有时对源语言的代码也能直接解释执行）
遍：翻译程序对源程序扫描一次得到的

2. 词法分析程序：对源程序的字符序列转换为token序列
语法分析程序：分析token序列，生成抽象语法树，以描述源代码结构
语义分析、生成中间代码程序：分析源代码的语义正确性，例如类型判断、作用域解析等，然后生成中间代码
代码优化程序：优化中间代码的逻辑，使其转换后的目标代码的执行速度更快
目标代码生成程序：生成具体平台的目标代码（机器码或者字节码）
符号表管理：符号表是保存每个标识符及其属性信息的数据结构，可由于语义分析
出错处理：监测处理编译的每个阶段源程序的错误

3. 前端：与源代码和中间代码相关的编译过程
后端：与目标代码相关的编译过程
好处：对编译过程解耦，使得源程序→中间代码的工作与中间代码→目标代码的工作相互独立

4. C++
• 支持面向对象编程、泛型编程和函数式编程
• 允许直接操作内存，支持手动内存管理
• 编译型
C#
• 支持面向对象编程、泛型编程和函数式编程
• 支持垃圾回收机制，简化内存管理
• 强类型语言，内置对多线程编程的支持
• 编译解释型（编译成CIL后再通过CLR解释执行或者JIT即使编译为机器码）
JavaScript
• 轻量级、解释型语言
• 动态类型语言
• 基于原型的面向对象编程语言
• 解释型语言：通过浏览器或Node.js的引擎解释执行
TypeScript
• Javascript的超集，增加了静态类型和类型检查功能
• 编译解释型语言：编译成JavaScript后再解释执行
Java
• 强类型语言，支持面向对象编程，跨平台
• 自动内存管理
• 支持多线程编程和网络编程
• 生态系统强大，拥有丰富第三方库和框架
• 编译解释型：编译成字节码，再通过JVM解释执行

选题一

C# 程序从编写到执行的过程

1. 编译过程（C# -> IL）：

• C# 的源代码通过 C# 编译器（如 Roslyn）编译为中间语言（IL，Intermediate Language），生成 .exe 或 .dll 文件。
• 在C#中，DLL（Dynamic Link Library）文件是一种可重用的代码库，它包含了已编译的函数、类、数据和资源，可以被多个应用程序共享和重用

• IL 是一种面向栈的低级语言（依赖栈存储和执行数据结构），专为 .NET CLR 设计。它不是特定于某一平台的机器语言，而是可以跨平台执行的语言。

• 编译器同时生成程序的元数据（metadata），包含关于程序结构的信息（如类型、方法、继承关系等）。

3. 执行过程（IL -> JIT 编译）：

• 当程序运行时，.NET CLR（公共语言运行时） 会加载生成的 IL 代码，并将其交给 Just-In-Time（JIT）编译器。

• JIT 编译器会在运行时将 IL 转换为目标平台的机器码。这个过程可以按需编译，即当一个方法第一次被调用时，JIT 才会将其编译为机器码。

• 通过 JIT 编译，C# 能够在不同平台上运行，CLR 能够将 IL 编译为适合当前平台的机器指令。

4. CLR 执行与托管代码：

• CLR 提供了 C# 程序运行时的支持，它不仅负责 IL 到机器码的编译，还负责管理程序的生命周期、内存分配和回收、安全性检查、线程管理等。

• 托管代码意味着程序运行时，CLR 会接管很多底层任务，包括：
• 内存管理：自动进行垃圾回收，释放不再使用的对象。
• 异常处理：通过 CLR 的异常机制来捕获和处理运行时异常。
• 类型安全：确保运行时类型与编译时类型一致，防止类型不匹配。

5. 垃圾回收（Garbage Collection）：

• C# 的垃圾回收器（GC）在后台运行，自动释放不再使用的对象。

• GC 会定期扫描堆内存，标记不再被引用的对象并释放其占用的内存。这避免了手动内存管理的复杂性，也降低了内存泄漏的风险。

6. 执行结束与资源回收：

• 当程序执行完毕后，CLR 会进行最后的垃圾回收并释放所有已分配的内存。

• 程序退出时，系统资源也会被自动释放。