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9. Comment fonctionnent les langages d'ordinateur ?

Nous avons déjà évoqué comment les programmes sont exécutés. Chaque programme en fin de compte doit exécuter une succession d'octets qui sont les instructions dans le langage machine de votre ordinateur. Les humains ne pratiquent pas très bien le langage machine ; cela est devenu rare, art obscur même parmi les hackers.

La plupart du code du noyau d'Unix excepté une petite partie de l'interface avec le matériel est de nos jours écrite dans un langage de haut niveau. (Le terme 'haut niveau' est un héritage du passé afin de le distinguer du 'bas-niveau' des langages assembleur, qui sont de maigres "couches" autour du code machine.

Il y plusieurs types différents de langages de haut niveau. Afin de parler d'eux, vous trouverez utile que j'attire votre attention sur le fait que le code source d'un programme (la création humaine, la version éditable) est passé à travers plusieurs types de traductions pour arriver en code machine, que la machine peut effectivement exécuter.

9.1 Langages compilés

Le type le plus classique de langage est un langage compilé. Les langages compilés sont traduits en fichiers exécutables de code machine binaire par un programme spécial appelé (assez logiquement) un compilateur. Lorsque le binaire est généré, vous pouvez l'exécuter directement sans regarder à nouveau dans le code source. (La plupart des logiciels délivrés sous forme de binaires compilés sont faits à partir d'un source auquel vous n'avez pas accès.)

Les langages compilés tendent à fournir une excellente performance et ont un accès le plus complet au système d'exploitation, mais il difficile de programmer avec.

Le langage C, langage dans lequel chaque Unix est lui-même écrit, est de tous le plus important (avec sa variante C++). FORTRAN est un autre langage compilé qui reste utilisé par de nombreux ingénieurs et scientifiques mais plus vieux et plus primitif. Dans le monde Unix aucun autre langage compilé n'est autant utilisé. En dehors de lui, COBOL est très largement utilisé pour les logiciels de finance et comptabilité.

Il y a bien d'autres compilateurs de langages, mais la plupart sont en voie d'extinction ou sont strictement des outils de recherche. Si vous êtes un nouveau développeur Unix qui utilise un langage compilé, il est incontournable que ce soit C ou C++.

9.2 Langages interprétés

Un langage interprété dépend d'un programme interpréteur qui lit le code source et traduit à la volée en calculs et appels système. Le source doit être ré-interprété (et l'interpréteur présent) à chaque fois que le programme est exécuté.

Les langages interprétés tendent à être plus lents que les langages compilés, et limitent souvent les accès au système d'exploitation ou au matériel sous-jacent. D'un autre côté, il est plus facile de programmer et ils tolèrent plus d'erreurs de codage que les langages compilés.

Quelques utilitaires Unix, incluant le shell et bc(1) et sed(1) et awk(1), sont effectivement des petits langages interprétés. Les BASICs sont généralement interprétés. Ainsi est Tcl. Historiquement, le langage le plus interprété était LISP (une amélioration énorme sur la plupart de ses successeurs). Aujourd'hui, Perl est très largement utilisé et devient résolument plus populaire.

9.3 Langages P-code

Depuis 1990 un type de langage hybride qui utilise la compilation et l'interprétation est devenu incroyablement important. Les langages P-code sont comme des langages compilés dans le sens où le code est traduit dans une forme binaire compacte qui est celle que vous exécutez, mais cette forme n'est pas du code machine. Au lieu de cela, c'est du pseudo-code (ou p-code), qui est généralement un peu plus simple mais plus puissant qu'un langage machine réel. Lorsque vous exécutez le programme, vous interprétez du p-code.

Le p-code peut s'exécuter pratiquement aussi rapidement que du binaire compilé (les interpréteurs de p-code peuvent être relativement simples, petits et rapides). Mais les langages p-code peuvent garder la flexibilité et la puissance d'un bon interpréteur.

D'importants langages p-code sont Python et Java.

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