编译程序在将源代码转换为目标代码的过程中，前端和后端分别承担哪些关键职责？请详细说明各阶段的功能以及它们之间的关系。

编译程序在将源代码转换为目标代码的过程中，涉及前端和后端两个主要阶段，每个阶段都承担着关键职责。前端阶段专注于源代码的解析和分析，不涉及目标机器的特定细节。它包括以下几个步骤：

参考资源链接：[清华大学《编译原理》第二版课后答案详解](https://wenku.csdn.net/doc/6np88upj0i?spm=1055.2569.3001.10343)

- **词法分析**：这一过程将源代码中的字符序列分解成有意义的词素（tokens），例如关键字、标识符、字面量和运算符等。
- **语法分析**：在此步骤中，编译器根据语言的语法规则，将词素组合成抽象语法树（AST），用于表示程序的语法结构。
- **语义分析**：通过分析AST来检查语义约束，并进行类型检查。它还会收集符号信息并存储在符号表中，为后续阶段做准备。
- **中间代码生成**：此步骤将AST转化为中间代码，这是一种更接近机器无关的代码表示，为优化提供了基础。

后端阶段则根据目标机器的特性，将中间代码转化为目标代码，并处理目标代码的优化和错误报告。后端的关键职责包括：
- **目标代码生成**：将中间代码转化为特定机器的机器码，这通常涉及到指令选择和寄存器分配。
- **代码优化**：对生成的目标代码进行优化，提高代码的执行效率，如去除冗余操作、优化循环等。
- **错误处理**：在编译过程中，检测到的任何错误都将由错误处理程序来报告，提供错误定位和分析。

前端和后端之间的关系紧密。前端生成的中间代码是后端生成目标代码的基础。后端利用前端提供的中间代码，考虑目标平台的具体架构，生成有效的机器码。同时，前端的语义分析部分需要对目标平台有一定的了解，以确保类型安全和其它语义规则的正确性。编译程序的各个阶段通过表格管理程序（符号表、类型表等）来协同工作，这些表格存储了源程序的详细信息，使得编译过程可以高效且正确地进行。

为了深入理解编译程序的前端和后端的具体实现，建议参考《清华大学《编译原理》第二版课后答案详解》。此资源提供了对编译程序各组成部分的详细解释，有助于读者掌握编译器从源代码到目标代码转换过程中的关键技术点，并能够通过实例加深理解。

参考资源链接：[清华大学《编译原理》第二版课后答案详解](https://wenku.csdn.net/doc/6np88upj0i?spm=1055.2569.3001.10343)