编译原理与技术教学大纲-54.doc

《编译原理与技术》教学大纲 学分：3 学时：54 （18×3）
一、 课程的目的与要求
1、目的
编译程序是计算机的核心系统软件，编译原理及其基本技术是计算机学科的专业基础课，一直属于ACM/IEEE Computing Curriculum的核心知识域。编译原理可以应用在其它诸如软件建模语言、硬件描述语言、脚本语言等的翻译。编译的技术和方法在集成化软件开发环境以及在软件安全、软件逆向工程和软件再向工程中有广泛的应用。通过学习本课程，使学生掌握计算机程序语言编译的基本原理、设计方法和实现技术，掌握计算机科学的关键基础知识如形式语言和自动机，学习大型软件的设计技术，为进一步学习计算机科学的专业课程奠定基础。
2、要求
1) 掌握词法分析器功能与设计原理，能够运用状态转换图进行词法分析器设计。掌握自动机的基本原理以及与正规式的关系，了解词法分析器的自动生成方法。
2) 掌握形式语言的基础知识以及文法的基本处理和变换，掌握自顶向下的LL(1)分析法、自底向上的算符优先分析法和LR分析法，了解语法分析器的自动生成方法。
3) 理解属性文法，掌握常见的中间语言以及按照语法制导翻译方法。
4) 理解程序的运行环境，掌握运行时存储空间以及符号表的组织和管理。
5) 了解代码优化的定义和基本方法，掌握简单的代码生成算法。
6) 编译原理的课程概念抽象、理论性强、综合知识联系密切，通过学习课程还要培养学生严谨的科学作风、逻辑和抽象思维的能力以及分析问题和解决问题的能力，同时提高学生对计算机语言的理解和应用，提高软件的设计和编程技术。
二、 教学内容和学时分配
理论讲授54学时，实验课程18学时。计算机上机练习安排在实验课程中，要求学生在课余用计算机完成部分作业。
1、引论 （2学时）
讲授编译程序的基本概念，编译的工作过程、基本构成、如何编写以及用途，学习本课程的目的和要求
2、词法分析 （7学时）
词法分析器的设计，正则式与有限自动机的基础知识，NFA到DFA的变换，DFA的化简，正则式、NFA与DFA的关系。
3、文法与语言 （4学时）
高级程序语言的定义，形式语言基础，包括上下文无关文法及其语言，文法和语言的关系，基本的文法等价变换。
4、自顶向下语法分析 （5学时）
自顶向下语法分析的问题，LL（1）文法的变换，递归下降的分析方法，非递归下降的预测分析方法。
5、自底向上语法分析 （8学时）
自底向上语法分析的问题， LR分析器工作原理，LR（0）、SLR、规范LR和LALR分析表的构造，二义文法的处理。
6、符号表的管理与组织 （3学时）
符号表的作用，符号表的属性及其作用，符号表的组织结构，名字的作用域
7、运行环境 （5学时）
运行环境的基本概念，4种参数传递机制，运行时存储空间的组织和管理，静态运行环境，栈式动态运行环境，堆式动态运行环境。
8、属性文法及语义分析 （6学时）
语义分析的问题，属性和属性文法，属性的计算（依赖图，S-属性文法，L－属性文法），数据类型与类型检查的概念。
9、语法制导的中间代码翻译 （8学时）
语法制导翻译的概念，典型的中间语言（后缀式、语法树、三地址码），声明语句的翻译，赋值语句的翻译，控制流语句的翻译（不含回填技术），部分转移语句的翻译。
10、目标代码生成 （3学时）
目标代码生成的问题，目标机器模型，简单的目标代码生成器算法。
11、代码优化 （3学时）
优化的概念，优化的基本类型，局部优化的（DAG）实现，目标代码的窥孔优化技术.
三、 说明
编译原理是计算机学科的专业基础核心课程，对培养计算机学科的人才十分关键，教学中应该给予极大的重视，务必达到课程大纲提出的各项基本要求。
由于该课程的概念抽象、理论性强、内容丰富，既包含抽象的形式化语言、自动机理论和属性文法，又包含程序运行环境、目标计算机软硬系统等具体的计算机底层知识，同时还包含诸多的算法，需要教师在吃透教材内容的基础上，要结合学生已有的知识，多举应用实例，深入浅出地精讲概念和理论。同时，每次课均配以相应的练习，让学生多做练，题目的形式多样，包括：阅读自学部分的教材内容、思考题目、基本训练题和计算题，对于难度和工作量较大的题目（如二义性文法的应用）要求学生自己组织3－5人的小组共同完成。
为加强实践环节，本课程的实验有18个学时，要求学生独立完成2-4个编译程序实现等。
适应专业及层次
计算机科学与技术本科、软件技术专业本科（3学分）