《編譯原理》教學(xué)大綱
課程名稱：
| 編譯原理
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課程編號：
| 408018
| 436013
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適用專業(yè)：
| 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)
| 軟件工程
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課程類別：
| 專業(yè)必修課
| 專業(yè)必修課
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課程學(xué)分：
| 3
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總學(xué)時：
| 54
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其中：理論學(xué)時
| 38
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實(shí)驗(yàn)學(xué)時
| 16
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先修課程：
| 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、匯編程序設(shè)計、微機(jī)原理、操作系統(tǒng)原理、高等代數(shù)
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一、課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)
本課程是計算機(jī)專業(yè)的重要專業(yè)課之一，主要介紹程序設(shè)計語言編譯構(gòu)造的基本原理和基本實(shí)現(xiàn)方法。本課程主要講授形式語言、有限自動機(jī)、自上而下和自下而上的語法分析、LR分析方法、屬性文法和語法制導(dǎo)翻譯、語義分析的蹭代碼產(chǎn)生、存儲器的動態(tài)分配與管理、符號表的組織與管理、優(yōu)化問題、代碼生成等內(nèi)容。
本課程學(xué)生應(yīng)掌握以下基本概念和原理，語言和文法、正規(guī)式、有限狀態(tài)自動機(jī)、遞歸下降分析、算符優(yōu)先分析、SLR文法、代碼生成、代碼優(yōu)化。本課程的重點(diǎn)是突出基本概念、基本原理及算法，通過課堂教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，使學(xué)生掌握編譯實(shí)現(xiàn)的基本方法和技術(shù)。
二、課程教學(xué)基本內(nèi)容與要求
第一章：引論
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
1.1 什么叫編譯程序
1.2 編譯過程概述
1.3 編譯程序的結(jié)構(gòu)
1.4 編譯程序與程序設(shè)計環(huán)境
1.5 編譯程序的生成
（二）基本要求
教學(xué)目的：理解編譯程序、匯編程序、匯編語言程序、解釋程序、翻譯程序、源程序、目標(biāo)程序等概念及相互關(guān)系；掌握編譯程序的工作過程和編譯程序的總體框架，理解編譯程序的幾種構(gòu)造方法
重點(diǎn)：編譯過程和編譯程序的結(jié)構(gòu)
難點(diǎn)：編譯過程
第二章：高級語言及其語法描述
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
2.1 程序語言的定義
2.2 高級語言的一般特性
2.3 程序語言的語法描述
（二）基本要求
教學(xué)目的：理解文法、推導(dǎo)、歸約、語言的概念，了解文法的分類；熟練掌握語法樹與文法的二義性
重點(diǎn)：上下文無關(guān)文法和正規(guī)文法，各種推導(dǎo)與歸約、語法，語義，文法的構(gòu)造
難點(diǎn)：文法和語言的定義
第三章：詞法分析
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
3.1 對詞法分析器的要求
3.2 詞法分析器的設(shè)計
3.3 正規(guī)表達(dá)式與有限自動機(jī)
3.4 詞法分析器的自動生成
（二）基本要求
教學(xué)目的：了解掃描器的功能，了解掃描器與語法分析程序的接口；理解狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖與DFA的關(guān)系；掌握NFA到DFA的轉(zhuǎn)換；掌握DFA最小化方法；熟悉詞法分析的過程和方法
重點(diǎn)：詞法分析器的功能和設(shè)計方法，正規(guī)表達(dá)式與有限自動機(jī)的等價性，有限自動機(jī)的確定化和最小化
難點(diǎn)：正規(guī)式和有窮自動機(jī)間地轉(zhuǎn)換，掃描器的設(shè)計
第四章：語法分析——自上而下分析
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
4.1 語法分析的功能
4.2 自上而下分析面臨的問題
4.3 LL（1）分析法
4.4 遞歸下降分析程序的構(gòu)造
4.5 預(yù)測分析程序
4.6 LL（1）分析中的錯誤處理
（二）基本要求
教學(xué)目的：了解自上而下語法分析的總體方法；掌握消除左遞歸，消除回溯的方法；掌握LL（1）文法的判斷方法及預(yù)測分析表的構(gòu)造；掌握遞歸下降的分析方法；了解并掌握各種語法分析方法對文法的要求
重點(diǎn)：消除左遞歸，消除回溯、遞歸下降子程序的構(gòu)造，預(yù)測分析表的構(gòu)造
難點(diǎn)：分析表的構(gòu)造
第五章：語法分析——自下而上分析
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
5.1 自下而上分析基本問題
5.2 算符優(yōu)先分析
5.3 LR分析法
（二）基本要求
教學(xué)目的：了解自下而上語法分析的總體方法；理解并掌握規(guī)范句型、短語、直接短語、句柄、素短語、最左素短語等概念；掌握FIRST（）集合與LASTVT（）集合的構(gòu)造；掌握算符優(yōu)先關(guān)系表(矩陣)的構(gòu)造；掌握LR(0)分析表的構(gòu)造及分析方法；了解SLR(1)、LR(1)、LALR(1)分析方法）了解并掌握各種語法分析方法對文法的要求。
重點(diǎn)：句柄的概念，算符優(yōu)先分析法，LR（0）分析法
難點(diǎn)：分析表的構(gòu)造。
第六章：屬性文法和語法制導(dǎo)翻譯
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
6.1 屬性方法
6.2 基于屬性方法的處理方法
6.3 S-屬性文法的自下而上計算
6.4 L-屬性文法的自頂向下翻譯
6.5 自下而上計算繼承屬性
（二）基本要求
教學(xué)目的：了解屬性文法的概念和類別；掌握語法制導(dǎo)翻譯的一般方法與過程
重點(diǎn)：屬性的計算
難點(diǎn)：屬性的計算
第七章：語義分析和中間代碼產(chǎn)生
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
7.1 中間語言
7.2 說明語句
7.3 賦值語句的翻譯
7.4 布爾表達(dá)式的翻譯
7.5 控制語句的翻譯
（二）基本要求
教學(xué)目的：了解使用中間代碼的意義及幾種中間代碼的形式；了解說明語句的翻譯；掌握賦值語句、布爾表達(dá)式、控制語句、標(biāo)號和轉(zhuǎn)移語句的翻譯；了解分支語句和過程調(diào)用的翻譯；了解編譯過程中的類型檢查
重點(diǎn)：表達(dá)式和控制語句的翻譯各種語句的翻譯
難點(diǎn)：轉(zhuǎn)移地址的回填
第八章：符號表
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
8.1 符號表的組織與作用
8.2 整理與查找
8.3 名字的作用范圍
8.4 符號表的內(nèi)容
（二）基本要求
教學(xué)目的：了解符號表的作用；掌握符號表的組織方式和標(biāo)識符的作用域的處理
重點(diǎn)：符號表的作用、組織方法和內(nèi)容，名字的作用范圍
難點(diǎn)：符號表中作用域的處理。
第九章：運(yùn)行時存儲空間組織
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
9.1 目標(biāo)程序運(yùn)行時的活動
9.2 運(yùn)行進(jìn)存儲器的劃分
9.3 靜態(tài)存儲分配
9.4 簡單的棧式存儲分配
9.5 嵌套過程語言的棧式實(shí)現(xiàn)
9.6 堆式動態(tài)存儲分配
（二）基本要求
教學(xué)目的：了解程序運(yùn)行時過程的活動數(shù)據(jù)的作用域；掌握運(yùn)行時存儲器的劃分和活動記錄的作用；掌握四種參數(shù)的傳遞方式；掌握C和PASCAL語言的棧式存儲分配方法；了解存儲分配的策略，掌握靜態(tài)存儲分配策略；了解堆式存儲分配方法。
重點(diǎn)：是活動記錄及C和PASCAL語言的棧式存儲分配方法
難點(diǎn)：是活動記錄及C和PASCAL語言的棧式存儲分配方法
第十章：優(yōu)化
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
10.1 概述
10.2 局部優(yōu)化
10.3 循環(huán)優(yōu)化
（二）基本要求
教學(xué)目的：理解優(yōu)化的原則和優(yōu)化的主要方法；了解基本塊和基本塊的DAG表示；了解循環(huán)優(yōu)化的主要途徑。
重點(diǎn)：DAG表示及其應(yīng)用，循環(huán)優(yōu)化
難點(diǎn)：DAG表示及其應(yīng)用、循環(huán)優(yōu)化
三、課程各章節(jié)學(xué)時分配
序號
| 內(nèi)容
| 理論學(xué)時
| 實(shí)驗(yàn)學(xué)時
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計科
| 軟工
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| 計科
| 軟工
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1
| 引論
| 2
| 2
|
| 0
| 0
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2
| 高級語言及語法描述
| 4
| 4
|
| 2
| 2
|
|
3
| 詞法分析
| 6
| 6
|
| 4
| 4
|
|
4
| 語法分析-自上而下分析
| 6
| 6
|
| 6
| 6
|
|
5
| 語法分析-自下而上分析
| 6
| 6
|
| 2
| 2
|
|
6
| 屬性文法和語法制導(dǎo)翻譯
| 2
| 2
|
| 0
| 0
|
|
7
| 語義分析與中間代碼生成
| 6
| 6
|
| 2
| 2
|
|
8
| 符號表
| 2
| 2
|
|
|
|
|
9
| 運(yùn)行時存儲空間的分配
| 2
| 2
|
|
|
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|
10
| 優(yōu)化
| 2
| 2
|
|
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合計
| 38
| 38
|
| 16
| 16
|
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四、本課程課外學(xué)習(xí)與修學(xué)指導(dǎo)
《編譯原理》是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的重要專業(yè)課之一，本課程主要介紹編譯程序的工作原理與構(gòu)造方法，詳細(xì)介紹如何將一個用高級語言編寫的源程序翻譯成機(jī)器指令程序的過程。通過對本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解編譯程序的實(shí)現(xiàn)原理和技術(shù)；利用從本課程學(xué)習(xí)到的知識，增強(qiáng)編寫和調(diào)試程序的能力。
由于該課程涉及內(nèi)容復(fù)雜，難度較大，且具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，所以要學(xué)好本課程，必須做到理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，才能達(dá)到較好的學(xué)習(xí)效果。要求學(xué)生多參閱相關(guān)書籍，多做練習(xí)，多上機(jī)實(shí)驗(yàn)，才能掌握基本原理及其實(shí)現(xiàn)過程。
五、本課程考核方式及成績評定標(biāo)準(zhǔn)
考核方式：閉卷考試
成績評定方法：本課程的考核是平時成績和期終考試成績相結(jié)合。具體比例為：平時（出勤、作業(yè)）與上機(jī)及實(shí)驗(yàn)報告占30%，期末考試成績占70%。
其中期未考試總分100分，基礎(chǔ)題占60%，中等難度題占30%，較難題占10%?？荚囶}型主要有：選擇題、填空題、回答總題、簡單應(yīng)用題、綜合題等。
六、教學(xué)參考書
1、《程序設(shè)計語言編譯原理（第3版）》陳火旺、劉春林等編著，國防工業(yè)出版社，2008年。
2、《程序設(shè)計語言與編譯》龔天富、侯文永編，電子工業(yè)出版社。
3、《編譯原理》呂映芝、張素琴、蔣維杜主編，清華大學(xué)出版社，2006年
4、《編譯原理》胡倫駿、徐蘭芳、劉建農(nóng)編，電子工業(yè)出版社2004年
5、《編譯原理》（第二版）蔣立源、康慕寧主編，西北工業(yè)大學(xué)出版社，2008年
6、《編譯原理習(xí)題精選》陳意云、張昱著，中國科技大學(xué)出版社，2006年
7、《編譯原理習(xí)題與解析》 伍春香著，清華大學(xué)出版社，2004年
大綱撰寫人：朱素英
大綱審閱人：羅如為
教學(xué)副主任：易葉青
編寫日期：2012.6
