تفاوت زبان‌ها برنامه‌نویسی کامپایلری و مفسری در چیست؟

اگر شما یک برنامه‌نویس هستید، حتما با مفاهیمی نظیر “زبان‌های مفسری” و “زبان‌های کامپایلری” آشنایی دارید. این دو مفهوم از مهمترین ابزارهایی هستند که برای توسعه‌ی نرم‌افزارها به کار می‌روند. در این مقاله، ما قصد داریم به بررسی و معرفی زبان‌های مفسری و کامپایلری بپردازیم و تعریف دقیق این دو نوع زبان را بررسی کنیم. سپس به توضیح نحوه کار آن‌ها و مزایا و معایب هر کدام خواهیم پرداخت.

در دنیای برنامه‌نویسی، زبان‌های مفسری و کامپایلری اهمیت ویژه‌ای دارند. با توجه به نوع پروژه‌ی برنامه‌نویسی، انتخاب درست بین این دو زبان، باعث بهینه‌تر شدن کدهای شما می‌شود. پس با ما همراه شوید تا در این مقاله به بررسی و معرفی زبان‌های مفسری و کامپایلری بپردازیم.

زبان مفسری چیست؟

همانطور که می‌دانید، کامپیوتر قادر به درک صحیح زبان‌های برنامه‌نویسی سطح بالا نیست؛ بنابراین برای ترجمه برنامه به کد ماشین، به واسطه نیاز داریم. این واسط می‌تواند زبان برنامه‌نویسی مفسری (interpreter) یا زبان برنامه‌نویسی کامپایلری (compiler) باشد.

انتخاب زبان برنامه نویسی برای یک پروژه

زبان مفسری (Interpreter) یک نوع زبان برنامه‌نویسی است که برای ترجمه و اجرای اسکریپت‌ها و برنامه‌های کوچک و متوسط استفاده می‌شود. در این نوع زبان، کد برنامه در هنگام اجرا توسط مفسر (Interpreter) به زبان ماشین ترجمه می‌شود و برنامه اجرا می‌شود. بدین ترتیب، نیازی به ترجمه کامل کد برنامه به زبان ماشین وجود ندارد و برنامه بلافاصله پس از اجرای کد، نتیجه خود را نمایش می‌دهد.

در زبان مفسری، هر خط کد به صورت تک تک اجرا می‌شود و در صورت وجود خطا، اجرای برنامه متوقف می‌شود. معمولاً زبان‌های مفسری برای توسعه‌ی برنامه‌های کوچک و تست و نوشتن اسکریپت‌های ساده مورد استفاده قرار می‌گیرند. بعضی از مشهورترین زبان‌های مفسری شامل پایتون (Python) ، جاوااسکریپت (JavaScript) ، روبی (Ruby) و پرل (Perl) هستند.

زبان مفسری برای برنامه‌نویسان مبتدی مناسب است؟

مزایای زبان‌های مفسری عبارتند از:

۱. سادگی: زبان‌های مفسری ساختار ساده‌تری نسبت به زبان‌های کامپایلری دارند که منجر به خواندن و نوشتن آسان‌تر کدها می‌شود.

۲. سرعت توسعه: با استفاده از زبان‌های مفسری، برنامه‌نویسان قادر به توسعه سریع‌تر برنامه‌ها هستند زیرا نیازی به ترجمه و کامپایل کامل کد برنامه نیست.

۳. دسترسی آسان: زبان‌های مفسری برای توسعه‌دهندگان در دسترس هستند و معمولاً برای نصب و استفاده از آن‌ها نیاز به تنظیمات پیچیده‌ای نیست.

۴. انعطاف‌پذیری: زبان‌های مفسری به برنامه‌نویسان امکان می‌دهند تا برای تعامل با دیگر برنامه‌ها و سرویس‌ها از رابط‌های برنامه‌نویسی (API) استفاده کنند.

۵. مستندسازی و تست آسان: زبان‌های مفسری ابزارهای مستندسازی و تست را برای برنامه‌نویسان فراهم می‌کنند که به آن‌ها کمک می‌کند تا برنامه‌هایی را که نوشته‌اند را به طور دقیق تر و بهتر تست و مستند کنند.

۶. کارایی: برخی از زبان‌های مفسری مانند پایتون به دلیل پشتیبانی از کتابخانه‌های متعدد و قابلیت همزمانی بالا، به خوبی برای برنامه‌نویسی پروژه‌های بزرگ و پیچیده مناسب هستند.

معایب زبان‌های مفسری

معایب زبان‌های مفسری عبارتند از:

۱. کندی: زبان‌های مفسری برای اجرای برنامه‌ها به مفسر نیاز دارند که می‌تواند سرعت اجرا را کاهش دهد و باعث شود که برنامه‌های بزرگ و پیچیده کند شوند.

۲. کارایی پایین: برخی از زبان‌های مفسری مانند پایتون، به دلیل مفسر بودن، کارایی پایین‌تری نسبت به زبان‌های کامپایلری دارند. این موضوع باعث می‌شود که برای برنامه‌هایی که نیاز به کارایی بالا دارند، زبان‌های دیگری مانند C++ یا جاوا مناسب‌تر باشند.

۳. خطاهای اجرایی: با توجه به اینکه در زبان‌های مفسری، کدها در هنگام اجرا ترجمه می‌شوند، خطاهای اجرایی ممکن است بیشتری نسبت به زبان‌های کامپایلری داشته باشند.

۴. برخی محدودیت‌ها: برخی از زبان‌های مفسری، مانند جاوااسکریپت، محدودیت‌هایی درباره نحوه تعریف متغیرها و استفاده از آن‌ها دارند که می‌تواند برای برنامه‌نویسان مبتدی مشکل ساز باشد.

۵. نیاز به مفسر: زبان‌های مفسری برای اجرای برنامه‌هایشان به مفسر نیاز دارند که باید بر روی سیستم کاربر نصب شود. این موضوع ممکن است باعث شود که برای اجرای برنامه‌هایی که با زبان‌های مفسری نوشته شده‌اند، به دیگران نیز نیاز باشد که مفسر را نصب کنند.

مثال‌ هایی از زبان‌‌های مفسری

برخی از مثال‌هایی از زبان‌های مفسری عبارتند از:

۱. پایتون (Python): پایتون یک زبان برنامه‌نویسی سطح بالا، ساختار ساده و خوانا، قابلیت خواندن پذیری و موجودیت های بسیاری از کتابخانه‌های مفید است. پایتون برای توسعه برنامه‌های وب، داده کاوی، هوش مصنوعی و موارد دیگر استفاده می‌شود.

۲. جاوااسکریپت (JavaScript): جاوا اسکریپت یک زبان برنامه‌نویسی مفسری است که اصلاحاتی در زمان اجرا انجام می دهد. جاوااسکریپت برای توسعه برنامه‌های وب و اسکریپت‌های سمت کاربر استفاده می‌شود.

۳. روبی (Ruby): روبی زبان برنامه‌نویسی شیءگرا، ساختار ساده و خوانا، با قابلیت خواندن پذیری بالایی است. روبی برای توسعه وب، ابزارهای موجودیتی و موارد دیگر استفاده می‌شود.

۴. پرل (Perl): پرل یک زبان برنامه‌نویسی ترکیبی است که از قابلیت های زبان های Unix Shell و AWK و SED و C++ الهام گرفته است. پرل برای کارهایی مانند پردازش متنی، تحلیل داده، تحلیل سیستم و موارد دیگر استفاده می‌شود.

زبان‌‌های کامپایلری

زبان‌های کامپایلری زبان‌های برنامه‌نویسی هستند که برای ترجمه کد برنامه‌نویسی به زبان ماشین، از کامپایلر استفاده می‌کنند. در این زبان‌ها، کد برنامه‌نویسی نوشته شده توسط برنامه‌نویس باید به زبان ماشین ترجمه شود، تا بتواند توسط کامپیوتر اجرا شود.

برنامه نویسی شی گرا در PHP

زبان‌های کامپایلری معمولاً سرعت اجرای برنامه‌ها بالاتری نسبت به زبان‌های مفسری دارند، زیرا کدها قبل از اجرا ترجمه می‌شوند و برای اجرای برنامه نیازی به مفسر نیست. اما نوشتن کد برنامه‌نویسی در زبان‌های کامپایلری ممکن است با مشکلات بیشتری همراه باشد، زیرا ساختار آن‌ها پیچیده‌تر است و نیاز به توانایی بالاتر برنامه‌نویسی دارد.

بعضی از مثال‌های زبان‌های کامپایلری عبارتند از: C، C++، جاوا (Java)، سی شارپ (C#)، پاسکال (Pascal) و فورترن (Fortran).

نحوه‌ی کارکرد زبان‌‌های کامپایلری

زبان‌های کامپایلری برای ترجمه کد برنامه‌نویسی به زبان ماشین، از کامپایلر استفاده می‌کنند. کامپایلر توانایی ترجمه کد برنامه‌نویسی به زبان ماشین را دارد که این زبان‌ها به کد باینری تبدیل می‌شوند. کد باینری، در واقع یک سری صفر و یک است که توسط پردازنده قابل خواندن است.

فرآیند کارکرد زبان‌های کامپایلری به شکل زیر است:

۱. نوشتن کد برنامه‌نویسی: برنامه‌نویس کد مورد نظر را با استفاده از زبان برنامه‌نویسی کامپایلری نوشته و آن را به فایلی با پسوند مناسب ذخیره می‌کند.

۲. کامپایل کد: سپس، کامپایلر در مرحله کامپایل کد، کد برنامه‌نویسی را به زبان ماشین ترجمه کرده و فایل اجرایی با پسوند مناسب را ایجاد می‌کند. فایل اجرایی، حاوی کد باینری معادل با کد برنامه نوشته شده توسط برنامه‌نویس است.

۳. اجرای برنامه: در مرحله اجرا، پردازنده کامپیوتر، کد باینری را از فایل اجرایی دریافت کرده و آن را اجرا می‌کند. به این ترتیب، برنامه‌ی نوشته شده توسط برنامه‌نویس، اجرا و عملیات مورد نظر را انجام می‌دهد.

در کل، زبان‌های کامپایلری برای ترجمه کد برنامه‌نویسی به زبان ماشین استفاده می‌شوند و این ترجمه، در دو مرحله کامپایل و اجرا انجام می‌شود.

مزایا زبان‌های کامپایلری

زبان‌های کامپایلری دارای مزایای زیادی هستند که برای برنامه‌نویسان و کاربران مفید هستند، به بعضی از این مزایا می‌توان به شرح زیر اشاره کرد:

۱. سرعت اجرا: برنامه‌های کامپایلری سریعتر از برنامه‌های مفسری هستند، زیرا کد برنامه‌نویسی قبل از اجرا به زبان ماشین ترجمه می‌شود و این باعث افزایش سرعت اجرای برنامه می‌شود.

۲. عملکرد بهتر: زبان‌های کامپایلری به شکل بهتری برای مسائل پردازشی و علمی مناسب هستند، زیرا به طور خاص برای استفاده از روش‌های پردازش داده‌های عددی و بزرگ، بهترین عملکرد را دارند.

۳. امنیت بیشتر: برنامه‌های کامپایلری باعث ایجاد باینری کد می‌شوند که نمی‌توان آن را به راحتی تحریف کرد. این باعث می‌شود که برنامه‌نویسان بتوانند اطمینان داشته باشند که برنامه‌هایشان در برابر حملات نفوذی امن هستند.

۴. پشتیبانی بهتر: زبان‌های کامپایلری در اکثر موارد با کتابخانه‌های قدرتمندی همراه هستند که می‌توانند به برنامه‌نویسان در حل مسائل کمک کنند.

۵. کارایی بالا: برنامه‌های کامپایلری، به دلیل اینکه قبل از اجرا به زبان ماشین ترجمه می‌شوند، به طور خاص برای کاربردهایی که نیاز به کارایی بالا دارند مناسب هستند.

با توجه به مزایای بالا، زبان‌های کامپایلری برای برنامه‌نویسان و کاربرانی که به دنبال کارایی بالا هستند، گزینه خوبی هستند.

معایب زبان‌های کامپایلری

هر چند که زبان‌های کامپایلری دارای مزایای بسیاری هستند، اما به عنوان هر ابزار دیگری، دارای معایبی هم هستند. برخی از معایب زبان‌های کامپایلری عبارتند از:

۱. پیچیدگی بیشتر: زبان‌های کامپایلری، به دلیل پیچیدگی بیشتر ساختار و نیاز به توانایی برنامه‌نویسی بالا، به عنوان یک چالش برای برنامه‌نویسان ممکن است دیده شود.

۲. نیاز به محیط توسعه مجهز: برای استفاده از زبان‌های کامپایلری، برنامه‌نویسان نیاز به محیط توسعه مجهزی دارند که به آن‌ها امکان ترجمه کد برنامه‌نویسی را می‌دهد. این مورد می‌تواند بعضی از کاربران را از استفاده از زبان‌های کامپایلری منصرف کند.

۳. نیاز به کامپایل: برای ترجمه کد برنامه‌نویسی به زبان ماشین در زبان‌های کامپایلری، باید ابتدا کامپایلر را فراخوانی کرده و کد را ترجمه کرد. این مورد ممکن است زمان بیشتری را از برنامه‌نویسان بگیرد.

۴. عدم قابلیت اجرای برنامه در پلتفرم‌های مختلف: برنامه‌های کامپایلری، به دلیل استفاده از زبان ماشین، ممکن است برای اجرا در پلتفرم‌های مختلف و سیستم‌عامل‌های مختلف، نیاز به تغییراتی داشته باشند.

به طور کلی، زبان‌های کامپایلری دارای مزایا و معایبی هستند و برنامه‌نویسان باید با توجه به نیازهای خود، از نوع زبان مناسب برای پروژه‌ی خود استفاده کنند.

مثال‌ هایی از زبان‌‌های کامپایلری

برخی از مثال‌های معروف زبان‌های کامپایلری عبارتند از:

۱. C: زبان برنامه‌نویسی C به عنوان یکی از محبوب‌ترین زبان‌های کامپایلری در دنیا شناخته می‌شود. این زبان برای سیستم‌عامل‌های مختلف از جمله ویندوز، لینوکس و macOS قابل استفاده است.

۲. C++: زبان برنامه‌نویسی C++ یکی از پیشرفته‌ترین زبان‌های کامپایلری است که برای توسعه برنامه‌های تحت ویندوز، لینوکس، macOS و بسیاری دیگر از پلتفرم‌های مختلف استفاده می‌شود.

۳. Java: زبان برنامه‌نویسی Java یک زبان کامپایلری-مفسری است که برای توسعه برنامه‌های چندسکویی مختلف استفاده می‌شود. کدهای برنامه‌نویسی جاوا به زبان بایت‌کد ترجمه می‌شوند که بعداً در ماشین‌های مجازی جاوا اجرا می‌شوند.

۴. Pascal: زبان برنامه‌نویسی Pascal یکی از زبان‌های کامپایلری فرانسوی است که برای توسعه برنامه‌های علمی و ریاضی استفاده می‌شود.

۵. Fortran: زبان برنامه‌نویسی Fortran برای تحلیل داده‌های علمی و انجام محاسبات علمی-فنی به کار می‌رود و به عنوان یکی از قدیمی‌ترین زبان‌های کامپایلری در دنیا شناخته می‌شود.

۶. Ada: زبان برنامه‌نویسی Ada به عنوان یکی از زبان‌های کامپایلری ایمن و قابل اطمینان برای توسعه برنامه‌های کاربردی انتخاب می‌شود. این زبان برای توسعه نرم‌افزارهای پیچیده مختلف استفاده می‌شود.

این تنها چند مثال از زبان‌های کامپایلری هستند که در دنیای برنامه‌نویسی شناخته شده‌اند. هر کدام از این زبان‌ها از ویژگی‌ها و مزایای خود برای توسعه برنامه‌های مختلف برخوردارند.

شباهت‌ها زبان‌‌های مفسری و کامپایلری

زبان‌های مفسری و کامپایلری، هر دو به عنوان زبان‌های برنامه‌نویسی مورد استفاده قرار می‌گیرند و هدف آن‌ها تولید نرم‌افزارهای کاربردی است. برخی از شباهت‌های این دو نوع زبان به شرح زیر است:

۱. استفاده از عناصر مشابه: هر دو نوع زبان برای تعریف متغیرها، توابع، اشاره‌گرها، شرطی‌ها، حلقه‌ها و … از عناصر مشابهی استفاده می‌کنند.

تفاوت برنامه نویسی و کد نویسی چیست؟

۲. اجرای کدها: هر دو نوع زبان، کدهای برنامه‌نویسی را اجرا می‌کنند، با این تفاوت که زبان‌های کامپایلری کدهای برنامه‌نویسی را تبدیل به زبان ماشین می‌کنند و در زمان اجرا به دستور العمل‌های ماشینی تبدیل می‌شوند، در حالی که زبان‌های مفسری، کد برنامه‌نویسی را به صورت تفسیری اجرا می‌کنند.

۳. پشتیبانی از پروژه‌های بزرگ: هر دو نوع زبان، امکان توسعه و پیاده‌سازی پروژه‌های بزرگ را دارند.

در کل، هر دو نوع زبان، برای توسعه نرم‌افزارهای کامپیوتری مورد استفاده قرار می‌گیرند و به شکل گسترده‌ای در صنعت و توسعه برنامه‌های کاربردی استفاده می‌شوند.

تفاوت‌ها زبان‌‌های مفسری و کامپایلری

زبان‌های مفسری و کامپایلری، دو دسته اصلی از زبان‌های برنامه‌نویسی هستند که در روش اجرای کدهای برنامه‌نویسی تفاوت‌هایی دارند. برخی از تفاوت‌های اصلی بین این دو نوع زبان به شرح زیر است:

۱. روش اجرا: در زبان‌های کامپایلری، کد برنامه‌نویسی توسط کامپایلر به زبان ماشین ترجمه می‌شود و سپس به صورت مستقیم قابل اجرا است. در حالی که در زبان‌های مفسری، کد برنامه‌نویسی به صورت تفسیری توسط مفسر اجرا می‌شود.

۲. سرعت اجرا: به دلیل اینکه در زبان‌های کامپایلری، کد برنامه‌نویسی به زبان ماشین ترجمه می‌شود، اجرای آن به صورت بسیار سریع‌تری صورت می‌گیرد. در حالی که در زبان‌های مفسری، اجرای کد برنامه‌نویسی به دلیل نیاز به تفسیر، به صورت کندتری صورت می‌گیرد.

۳. دید برنامه‌نویس: در زبان‌های کامپایلری، برنامه‌نویسان باید قبل از ترجمه کد برنامه‌نویسی، از صحت سینتکس و نحو آن اطمینان حاصل کنند. در حالی که در زبان‌های مفسری، برنامه‌نویسان می‌توانند کد برنامه‌نویسی خود را به صورت تفسیری اجرا کنند و در هر مرحله از طریق خروجی مفسر، خطاها و مشکلات را بررسی کنند.

۴. قابلیت پرتاب‌پذیری: به دلیل اینکه زبان‌های مفسری به مفسر نیاز دارند، ممکن است قابلیت پرتاب‌پذیری کمتری نسبت به زبان‌های کامپایلری داشته باشند.

در کل، هر دو نوع زبان، برای توسعه نرم‌افزارهای کاربردی مورد استفاده قرار می‌گیرند و هر کدام از آن‌ها دارای مزایا و معایب خود هستند که باید با توجه به نیازهای پروژه، از نوع زبان مناسب برای پیاده‌سازی آن استفاده شود.

جمع بندی

در اینجا، مطالب مقاله شامل تعریف زبان‌های مفسری و کامپایلری، نحوه کارکرد هر کدام و مزایا و معایب آن‌ها بیان شده است. همچنین، نمونه‌هایی از زبان‌های مفسری و کامپایلری به طور خلاصه معرفی شده است. در پایان، تأکید شده است که انتخاب زبان مناسب باید بر اساس نیاز‌ها و شرایط پروژه صورت گیرد و هیچ زبانی جهت استفاده در تمام پروژه‌ها مناسب نیست. همچنین، ترکیب زبان‌های مفسری و کامپایلری در برخی موارد می‌تواند عملکرد بهتری داشته باشد. در نهایت، به برنامه‌نویسان توصیه شده است که از قدرت زبان‌های مفسری و کامپایلری به عنوان ابزاری قدرتمند برای پیاده‌سازی کارهای پیچیده و زمان‌بر استفاده کنند.