编译原理是一门计算机科学的基础理论课程，主要涉及到计算机程序的编写、优化和执行过程。它研究如何将人类可以理解的高级语言代码转换为低级机器语言代码，并且保证这个转换过程是正确、高效的。
编译器是编译原理的核心概念，它是程序员编写高级语言代码之后，将其转化成机器语言代码的一个工具。编译器大致分为四部分：词法分析（Lexical Analysis）、语法分析（Syntax Analysis）、语义分析（Semantic Analysis）和代码生成（Code Generation）。
其中，词法分析的任务是将程序代码输入流分解成一个个有意义的单元，也就是所谓的词法单元，同时为每个词法单元附上一个词法含义（比如变量名、关键字等），这个过程被叫做词法分析或扫描（Scanning）。词法分析器利用正则表达式和有限状态自动机实现。
语法分析器将词法单元序列转换成抽象语法树（AST），并且递归地检查或查找这棵树，保证程序的语法正确性。如果程序语法正确，那么语法分析器将产生一棵合法的抽象语法树，否则产生错误信息并且停止分析。语法分析器的本质是上下文无关文法的分析器。常用的语法分析算法有递归下降算法、SLR文法分析算法、LR文法分析算法等。
语义分析器在语法分析器之后工作，它主要检查程序的语义是否正确，比如类型检查、变量命名规范、函数调用及其参数正确等。语义分析器通常需要借助于符号表来完成，以便于对变量、函数等标识符进行管理和查询。语义分析器的任务是确保程序对计算机的操作是合法且安全的。
代码生成器将上面的步骤生成的抽象语法树转化为机器码指令，它是编译器的最后一步，也是最难的一步。代码生成器的生成效率和生成后的代码性能往往是编译器优化的指标。常见的代码生成技术有模板匹配（Template Matching）、汇编代码生成（Assembly Code Generation）和中间代码生成（Intermediate Code Generation）。
除了以上四个环节，编译器还需要支持符号表、优化器等功能。符号表是编译器中用来存储标识符和其相关信息的数据结构，主要功能是记录标识符的名称、类别、类型、作用域等信息，并且支持符号表的查询、添加、删除和更新操作。优化器是编译器的一个重要组成部分，它的任务是对生成的中间代码进行优化，减少程序的执行时间和空间开销。
在编译原理中，还有一些其他的概念和技术需要掌握，例如正则表达式、有限状态自动机、上下文无关文法、LL文法、LR文法、语义动作、冲突解决等等。掌握这些概念和技术，对于编写高效、可靠的编译器和解释器都是非常有必要的。
在实际应用中，编译原理的应用非常广泛，特别是在计算机语言、数据库、操作系统、网络通信等领域。例如，Java虚拟机（JVM）就是一个典型的编译器和解释器，它可以将Java源文件编译成Java字节码文件，然后再在JVM上解释执行。MySQL数据库采用的是SQL解释器的方式，将用户输入的SQL语句转换为底层的查询指令，然后执行查询操作。操作系统采用的是交叉编译器的方式，将源代码编译成适应不同硬件平台的二进制代码。
总之，编译原理是计算机领域中非常重要的一门学科，它涵盖了众多的概念、技术和工具，对于计算机科学专业的学生来说，掌握好这门课程，将受益终身。