बाइनरी ट्रांसलेशन

कम्प्यूटिंग में, बाइनरी ट्रांसलेशन बाइनरी पुनःसंयोजन (बाइनरी पुनर्संकलन) का एक रूप है, जहां निर्देशों के अनुक्रम को 'स्रोत' निर्देश सेट से 'लक्ष्य' निर्देश सेट में अनुवादित किया जाता है। निर्देश सेट अनुरूपण जैसे कुछ मामलों में, लक्ष्य निर्देश सेट स्रोत निर्देश सेट के समान हो सकता है, जो निर्देश अनुरेखण, प्रतिबंधी विच्छेद बिंदु और हॉट स्पॉट का पता लगाने जैसी परीक्षण और दोषमार्जन सुविधाएँ प्रदान करता है।

दो मुख्य प्रकार के स्थिर और गतिशील बाइनरी ट्रांसलेशन हैं। ट्रांसलेशन हार्डवेयर (उदाहरण के लिए, सीपीयू में परिपथ द्वारा) या सॉफ्टवेयर में (जैसे कार्यावधि इंजन, स्थैतिक पुन: संयोजित, प्रतिद्वंद्वी) किया जा सकता है।

अभिप्रेरण
बाइनरी ट्रांसलेशन लक्ष्य प्लेटफॉर्म के लिए बाइनरी की कमी, लक्ष्य प्लेटफॉर्म के लिए संकलित करने के लिए स्रोत कोड की कमी, या लक्ष्य प्लेटफॉर्म के लिए स्रोत को संकलित करने में अन्यथा कठिनाई से प्रेरित है।

जैसा कि प्रतिस्पर्धी ओवरहेड हटा दिया जाता है, सांख्यिकीय रूप से संकलित बायनेरिज़ अपने संबंधित बायनेरिज़ की तुलना में संभावित रूप से तेज़ी से चलती हैं। यह सामान्य रूप से व्याख्या किए गए और संकलित प्रोग्राम के बीच प्रदर्शन के अंतर के समान है।

स्थिर बाइनरी अवुवाद
स्थिर बाइनरी ट्रांसलेशन का उपयोग करने वाले अनुवादक का उद्देश्य एक निष्पादन योग्य फ़ाइल के सभी कोड को कोड में बदलना है जो पहले कोड को चलाए बिना लक्ष्य वास्तुकला पर चलता है, जैसा कि गतिशील बाइनरी ट्रांसलेशन में किया जाता है। यह सही ढंग से करना बहुत कठिन है, क्योंकि अनुवादक द्वारा सभी कोड की खोज नहीं की जा सकती है। उदाहरण के लिए, निष्पादन योग्य के कुछ हिस्से केवल अप्रत्यक्ष शाखाओं के माध्यम से ही पहुंच योग्य हो सकते हैं, जिसका मूल्य केवल कार्य अवधि पर ही जाना जाता है।

इस तरह का एक स्थिर बाइनरी ट्रांसलेशन सार्वभौमिक सुपरऑप्टिमाइज़र अवलोकन तकनीक (स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय से सौरव बंसल और एलेक्स ऐकेन द्वारा विकसित) का उपयोग संभावित रूप से कई स्रोत और लक्ष्य जोड़े के बीच कुशल ट्रांसलेशन करने के लिए करता है, जिसमें काफी कम विकास लागत और लक्ष्य बाइनरी का उच्च प्रदर्शन होता है। पावरपीसी-से-x86 ट्रांसलेशन के प्रयोगों में, कुछ बायनेरिज़ ने मूल संस्करणों से भी बेहतर प्रदर्शन किया, लेकिन औसतन वे दो-तिहाई मूल गति से ही चले सके।

स्थैतिक बाइनरी ट्रांसलेशन के उदाहरण
हनीवेल ने अपने हनीवेल 200 श्रृंखला के कंप्यूटरों के लिए लिबरेटर (हनीवेल) नामक एक प्रोग्राम प्रदान किया, यह आईबीएम 1400 श्रृंखला के कंप्यूटरों के प्रोग्रामों को हनीवेल 200 श्रृंखला के प्रोग्रामों में ट्रांसलेशन कर सकता है।

2014 में, 1998 के वीडियो गेम स्टार्क्रैफ्ट का एक एआरएम वास्तुकला संस्करण स्थिर पुनर्संयोजन और मूल x86 संस्करण के अतिरिक्त अभियांत्रीकरण द्वारा उत्पन्न किया गया था। पेंडोरा हैंडहेल्ड समुदाय अपने दम पर आवश्यक उपकरण विकसित करने और इस तरह के अनुवादों को कई बार सफलतापूर्वक प्राप्त करने में सक्षम था।

उदाहरण के लिए, 2014 में वीडियो गेम क्यूब विश्व की प्रक्रियात्मक पीढ़ी के लिए एक सफल x86-से-x64 स्थिर पुनर्संकलन उत्पन्न किया गया था।

एक अन्य उदाहरण एनएसई -से-x86 वीडियोगेम सुपर मारियो ब्रदर्स का स्थिर रूप से पुन: संकलित संस्करण है, जिसे 2013 में एलएलवीएम के उपयोग के तहत उत्पन्न किया गया था।

2004 में निंटेंडो में स्कॉट इलियट और फिलिप आर हचिंसन ने गेम बॉय बाइनरी से सी कोड उत्पन्न करने के लिए एक उपकरण विकसित किया जिसे तब एक नए प्लेटफॉर्म के लिए संकलित किया जा सकता था और एयरलाइन मनोरंजन प्रणालियों में उपयोग के लिए एक हार्डवेयर लाइब्रेरी से जोड़ा जा सकता था।

1995 में बेल संचार अनुसंधान में नॉर्मन रैमसे और प्रिंसटन विश्वविद्यालय के कंप्यूटर साइंस विभाग में मैरी एफ. फर्नांडीज ने द न्यू जर्सी मशीन-कोड टूलकिट विकसित किया, जिसमें स्थिर असेंबली ट्रांसलेशन के लिए बुनियादी उपकरण थे।

गतिशील बाइनरी ट्रांसलेशन
गतिशील बाइनरी ट्रांसलेशन (डीबीटी) कोड के एक छोटे अनुक्रम को देखता है - आमतौर पर एक मूल ब्लॉक के क्रम में - फिर इसका ट्रांसलेशन करता है और परिणामी अनुक्रम को कैश करता है। कोड का केवल ट्रांसलेशन किया जाता है क्योंकि जब संभव हो तब यह पाया जाता है, कि शाखा निर्देश पहले से अनुवादित और सहेजे गए कोड (ज्ञापन) को इंगित करने के लिए बनाए जाते हैं।

गतिशील बाइनरी ट्रांसलेशन सरल प्रतिस्पर्धी से अलग है (प्रतिद्वंद्वी के मुख्य पठन-पाठन-निष्पादन लूप को खत्म करना - एक प्रमुख प्रदर्शन अड़चन), ट्रांसलेशन समय के दौरान बड़े ओवरहेड द्वारा इसके लिए भुगतान करना। इस ओवरहेड को उम्मीद से परिशोधित किया गया है क्योंकि अनुवादित कोड अनुक्रमों को कई बार निष्पादित किया जाता है।

अधिक उन्नत गतिशील अनुवादक गतिशील पुनर्संकलन का उपयोग करते हैं जहां अनुवादित कोड को यह पता लगाने के लिए यंत्रीकृत किया जाता है कि किन भागों को बड़ी संख्या में निष्पादित किया जाता है, और इन भागों को आक्रामक रूप से अनुकूलित किया जाता है। यह तकनीक एक जेआईटी संकलक की याद दिलाती है, और वास्तव में ऐसे संकलक (जैसे सन माइक्रोप्रणाली्स की हॉटस्पॉट (जावा) तकनीक) को एक आभासी निर्देश सेट (बाईटकोड) से एक वास्तविक अनुवादक के रूप में देखा जा सकता है।

सॉफ्टवेयर में गतिशील बाइनरी ट्रांसलेशन के उदाहरण

 * एप्पल कंप्यूटर ने मैकितोश कंप्यूटर की पावरपीसी लाइन में M68K कोड के लिए एक गतिशील ट्रांसलेशन प्रतिद्वंद्वी लागू किया, जिसने विश्वसनीयता, प्रदर्शन और अनुकूलता के बहुत उच्च स्तर हासिल किए (मैक 68K प्रतिद्वंद्वी देखें)। इसने एप्पल को केवल आंशिक रूप से मूल संचालन प्रणाली के साथ बाज़ार में लाने की अनुमति दी, ताकि अंतिम उपयोगकर्ता सॉफ़्टवेयर में अपने निवेश को जोखिम में डाले बिना नए, तेज़ वास्तुकला को अपना सकते थे। आंशिक रूप से क्योंकि प्रतिद्वंद्वी इतना सफल था, इसलिय संचालन प्रणाली के कई हिस्से अनुकरणीय बने रहे। 2001 में मैक ओएस एक्स (10.0) के प्रकशित होने तक पावरपीसी मूल संचालन प्रणाली (ओएस) में पूर्ण परिवर्तन नहीं किया गया था। (मैक ओएस एक्स "क्लासिक" कार्य अवधि वातावरण ने मैक ओएस एक्स 10.5 तक पावरपीसी मैक पर इस अनुकरण क्षमता की पेशकश जारी रखी।)
 * इंटेल-आधारित मैक के लिए मैक ओएस एक्स 10.4.4 ने ऐप्पल के पीपीसी-आधारित हार्डवेयर से x86 में संक्रमण को आसान बनाने के लिए रोसेटा गतिशील ट्रांसलेशन परत पेश की। सकर्मक निगम द्वारा एप्पल के लिए विकसित किया गया, रोसेटा सॉफ़्टवेयर सकर्मक के त्वरित पारगमन समाधान का कार्यान्वयन है।
 * अपने उत्पाद जीवन काल के दौरान त्वरित पारगमन ने स्पार्क→x86, x86→पावरपीसी और एमआईपीएस → इटेनियम 2 ट्रांसलेशन समर्थन भी प्रदान किया।
 * डिजिटल उपकरण निगम ने अपने ट्रांसलेशन उपकरणों के साथ समान सफलता हासिल की ताकि उपयोगकर्ताओं को जटिल निर्देश सेट कंप्यूटर वीएएक्स वास्तुकला से डीईसी अल्फा आरईएससी वास्तुकला में स्थानांतरित करने में मदद मिल सके।
 * हेवलेट-पैकर्ड एआरआईएस (स्वचालित पुनः अंतरण एंड और एकीकृत वातावरण अनुरूपण) एक सॉफ्टवेयर है गतिशील बाइनरी ट्रांसलेशन प्रणाली जो एचपीई इंटीग्रिटी सर्वर के लिए एचपी-यूएक्स 11i पर एचपी 9000 एचपी-यूएक्स अनुप्रयोगों को पारदर्शी और सटीक रूप से निष्पादित करने के लिए दो चरण के गतिशील ट्रांसलेशन के साथ फास्ट कोड व्याख्या को जोड़ता है। एआरआईएस तेज़ दुभाषिया बिना किसी उपयोगकर्ता हस्तक्षेप के गैर-विशेषाधिकार प्राप्त पीए-आरआईएससी निर्देशों के एक पूर्ण सेट का अनुकरण करता है। व्याख्या के दौरान, यह अनुप्रयोग के निष्पादन पतिरूप पर नज़र रखता है और कार्य अवधि पर केवल अक्सर निष्पादित कोड को मूल इटेनियम कोड में अनुवादित करता है। एआरआईएस दो चरण के गतिशील ट्रांसलेशन को लागू करता है, एक ऐसी तकनीक जिसमें पहले चरण में अनुवादित कोड कार्य अवधि वर्णन जानकारी एकत्र करता है जिसका उपयोग दूसरे चरण के ट्रांसलेशन के दौरान अनुवादित कोड को और अधिक अनुकूलित करने के लिए किया जाता है। एआरआईएस गतिशील रूप से अनुवादित कोड को मेमोरी बफर में संग्रहीत करता है जिसे कोड कैश कहा जाता है। अनुवादित मूल ब्लॉकों के आगे के संदर्भ सीधे कोड कैश में निष्पादित होते हैं और अतिरिक्त व्याख्या या ट्रांसलेशन की आवश्यकता नहीं होती है। ज्यादातर समय कोड कैश में निष्पादन सुनिश्चित करने के लिए अनुवादित कोड ब्लॉक के लक्ष्यों को बैक-पैच किया जाता है। अनुकरण के अंत में, एआरआईएस मूल अनुप्रयोग को संशोधित किए बिना सभी अनुवादित कोड को हटा देता है। एआरआईएस प्रतिस्पर्धी इंजन वातावरण प्रतिस्पर्धी को भी लागू करता है जो एचपी 9000 एचपी-युएक्स अनुप्रयोग के प्रणाली कॉल, सिग्नल डिलीवरी, अपवाद प्रबंधन, थ्रेड प्रबंधन, दोषमार्जन के लिए एचपी जीडीबी के प्रतिस्पर्धी और अनुप्रयोग के लिए कोर फ़ाइल निर्माण का अनुकरण करता है।
 * डीईसी ने x86 अनुप्रयोग को अल्फा अनुप्रयोग में बदलने के लिए ऍफ़एक्स!32 बाइनरी ट्रांसलेशन बनाया।
 * सन माइक्रोप्रणाली्स के वाबी (सॉफ्टवेयर) सॉफ्टवेयर में x86 से स्पार्क निर्देशों के लिए गतिशील ट्रांसलेशन सम्मिलित था।
 * जनवरी 2000 में, ट्रांसमेटा संस्था ने क्रूसो नामक एक नावेल प्रोसेसर प्रारूप की घोषणा की। उनकी वेब साइट पर अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न से, " एक स्मार्ट छोटे संगणक में इंजन के रूप में एक हार्डवेयर वीएलआईडब्ल्यू कोर और एक सॉफ्टवेयर परत होती है जिसे कोड रूपण सॉफ्टवेयर कहा जाता है। कोड रूपण सॉफ्टवेयर x86 निर्देशों को मूल क्रूसो निर्देशों में बदलने या अनुवाद करने के लिए शेल [...] के रूप में कार्य करता है। इसके अलावा, कोड रूपण सॉफ़्टवेयर में गतिशील संकलक और कोड अनुकूलक सम्मिलित हैं [...] जिसके परिणामस्वरूप न्यूनतम शक्ति पर प्रदर्शन में वृद्धि हुई है। […] [यह] सॉफ्टवेयर अनुप्रयोगों के विशाल आधार को प्रभावित किए बिना ट्रांसमेटा को वीएलआईडब्ल्यू हार्डवेयर और कोड रूपण सॉफ़्टवेयर को अलग-अलग विकसित करने की अनुमति देता है।"


 * इंटेल संस्था ने आईए-32 निष्पादन परत विकसित और कार्यान्वित किया - इटेनियम-आधारित प्रणाली पर आईए-32 अनुप्रयोगों का समर्थन करने के लिए प्रारूप किया गया एक गतिशील बाइनरी अनुवादक है, जिसे इटेनियम वास्तुकला के लिए माइक्रोसॉफ्ट विंडोज सर्वर में सम्मिलित किया गया था, साथ ही रेड हैट और एसयूएसई Linux के कई फ्लेवर में भी सम्मिलित किया गया था। इसने आईए-32 अनुप्रयोगों को इटेनियम संसाधक पर मूल आईए-32 मोड का उपयोग करने की तुलना में तेज़ी से चलाने की अनुमति दी।
 * डॉल्फिन (गेम क्यूब/डब्ल्यूआईआई के लिए एक प्रतिद्वंद्वी) जेआईटी x86 और एएआरसीएच64 के लिए पावरपीसी कोड को फिर से संकलित करता है।

हार्डवेयर में गतिशील बाइनरी ट्रांसलेशन के उदाहरण

 * पेंटियम प्रो x86 इंटेल सीपीयू जटिल सीआईएससी x86 निर्देशों को अधिक आरआईएससी-जैसे आंतरिक सूक्ष्म संचालनो में अनुवादित करता है।
 * एनवीडिया टेग्रा K1 डेनवर निष्क्रिय हार्डवेयर कूटानुवादक पर एआरएम निर्देशों को उनके मूल माइक्रोकोड निर्देशों में अनुवादित करता है और हॉट कोड के लिए एक सॉफ्टवेयर बाइनरी अनुवादक का उपयोग करता है।

यह भी देखें

 * बाइनरी अनुकूलन
 * बाइनरी पुनःसंयोजन
 * गतिशील पुनःसंयोजन
 * समय पर संकलन
 * निर्देश सेट अनुरूपक
 * प्रतिद्वंद्वी
 * आभासी मशीन
 * प्लेटफॉर्म वर्चुअलाइजेशन सॉफ्टवेयर की तुलना
 * शैडो मेमोरी