編譯原理教學大綱.doc

編譯原理課程教學大綱一、課程概述（一）基本說明中文名稱：編譯原理 課程代碼：16JS044總學時/學分：48/3 考核方式：考試適用專業(yè)：計算機科學與技術 (二）課程屬性1.課程性質本課程是計算機科學與技術專業(yè)必修課，主要介紹程序設計語言編譯程序的基本原理和基本實現(xiàn)方法。為了使學生掌握、了解開發(fā)大型軟件系統(tǒng)和軟件工具等的思想和方法，提高學生程序設計的能力，有必要讓學生了解、熟悉編譯程序構造的基本原理、技術和方法，故此開設編譯原理這門課程，以便使學生對編譯的基本概念、原理和方法有完整的和清楚的理解。2.課程與課程群的聯(lián)系本課程與線性代數、離散數學、計算機原理等基礎課程有著密切的關系，通過本課程的學習，使學生掌握基本的專業(yè)知識，并為系統(tǒng)分析與建模、Linux內核編程與驅動開發(fā)、智能系統(tǒng)應用等專業(yè)方向課程的學習提供了知識儲備。為了使學生能夠順利完成本課程的學習，在學習本課程之前，需對相關課程（群）有一定的了解和掌握。前修課程：線性代數、離散數學、計算機原理等，這些課程對本課程學習起著基礎鋪墊作用。后續(xù)課程：系統(tǒng)分析與建模、Linux內核編程與驅動開發(fā)、智能系統(tǒng)應用等，這些課程是本課程的具體應用，為后續(xù)課程提供了基礎理論支撐。二、教學設計（一）課程設置的主要依據本課程是一門理實融合、教學做一體的理論課程，著眼于滿足計算機科學與技術專業(yè)對應用型人才需求，遵循“基礎/應用”的導向原則，教學內容與教學組織緊緊圍繞應用型的計算機科學與技術專業(yè)人才培養(yǎng)目標進行設計、選擇和實施，以“必需、夠用、適度超前”為度，突出打牢理論基礎和實踐能力培養(yǎng)。在教學過程中，注重創(chuàng)新精神、實踐能力和職業(yè)道德的培養(yǎng)，倡導探究性學習和項目式學習，引導學生主動參與教學過程，主動思考、勤于實踐、知行合一，逐步培養(yǎng)學生分析解決計算機項目開發(fā)過程中實際問題、溝通交流與團隊協(xié)作能力。 （二）課程設計思路以線性代數、離散數學、計算機原理等課程為基礎，緊緊圍繞計算機科學與技術專業(yè)應用型人才培養(yǎng)目標，準確把握本課程在計算機科學與技術課程群中的定位和作用，以能力為本位，強調打牢基本知識和基本理論基礎，強化基本技能訓練，充分利用信息化教學平臺，打破以知識傳授為主要特征的傳統(tǒng)學科專業(yè)課程模式，探索新的、更為科學的教學模式。三、課程目標（一）總體目標通過課程課堂講授、學生自學、習題、課堂討論、答疑以及實驗、設計等實踐環(huán)節(jié)，使學生理解和掌握編譯原理的基本原理和基本技術、編譯原理中涉及的基本算法、基本結構和主要實現(xiàn)技術，培養(yǎng)學生的抽象思維能力，訓練學生計算機學科中解決問題的思路方法，具備科學的態(tài)度和良好的作風，達到實驗項目中能獨自編程的要求，為從事計算機軟件開發(fā)和理論研究工作奠定基礎。（二）具體目標：1.知識結構目標（1）編譯過程的五大步驟；（2）詞法分析過程；（3）語法分析過程；（4）中間代碼產生過程；（5）代碼優(yōu)化；（6）目標代碼產生過程。2.職業(yè)能力目標（1）編譯器開發(fā)能力；（2）軟件開發(fā)能力；四、內容設置8表1教學內容與學時分配章節(jié)（內容）學時分配教學內容教學目標教學方法與建議考核方式方法章節(jié)學時講授學時實踐學時第一單元 引論1.1什么叫編譯程序330什么叫編譯程序了解程序的編譯過程，以及程序設計環(huán)境。多媒體教學案例教學分組討論1.2編譯過程概述編譯5大過程概述1.3編譯程序的結構編譯程序的結構1.4 編譯程序與程序設計環(huán)境編譯程序與程序設計環(huán)境1.5 編譯程序的生成1.算法2.算法設計的要求第二單元 高級語言及其語法描述2.1程序語言的定義3301.語法了解高級語言的特性及其語法描述多媒體教學案例教學分組討論2.語義2.2高級語言的一般特性1.高級語言的分類2.程序結構3.數據類型與操作4.語句與控制結構2.3 程序語言的語法描述1.上下文無關文法2.語法分析樹與二義性3.形式語言鳥瞰第三單元詞法分析3.1對于詞法分析器的要求9631.詞法分析器的功能和輸出形式掌握正規(guī)表達式的定義以及有限自動機的生成，并在此基礎上產生詞法分析器多媒體教學案例教學分組討論2.詞法分析器作為一個獨立子程序3.2詞法分析器的設計1.輸入、預處理2.單詞符號的識別：超前搜索3.狀態(tài)轉換圖4.狀態(tài)轉換圖的實現(xiàn)3.3正規(guī)表達式與有限自動機1.正規(guī)式與正規(guī)集2.確定有限自動機3.非確定有限自動機4.正規(guī)文法與有限自動機的等價性5.正規(guī)式與有限自動機的等價性6.確定有限自動機的化簡第四單元語法分析自上而下分析4.1語法分析器的功能1293語法分析器的功能掌握自上而下分析過程，遞歸下降分析法，預測分析法等多媒體教學案例教學分組討論4.2自上而下分析面臨的問題自上而下分析面臨的問題4.3 LL（1）分析法1.左遞歸的消除2.消除回溯、提左因子3. LL(1)分析條件4.4遞歸下降分析程序構造遞歸下降分析程序構造4.5預測分析程序1.預測分析程序工作過程2.預測分析表的構造第五章 語法分析自下而上分析5.1自下而上分析基本問題12931.歸約掌握自下而上分析過程、以及LR分析過程多媒體教學案例教學分組討論2.規(guī)范歸約簡述3.符號棧的使用與語法樹的表示5.2算符優(yōu)先分析1.算符優(yōu)先文法及優(yōu)先表構造2.算符優(yōu)先分析算法3.優(yōu)先函數4.算符優(yōu)先分析中的出錯處理5.3 LR分析法1. LR分析器2. LR(0)項目集族和LR(0)分析表的構造3. SLR分析表的構造4.規(guī)范LR分析表的構造第六章 屬性文法和語法制導翻譯6.1屬性文法330屬性文法掌握兩種屬性文法，S-屬性文法及其自下而上計算，L-屬性文法及其自頂向下翻譯多媒體教學案例教學分組討論6.2基于屬性文法的處理方法1.依賴圖2.樹遍歷的屬性計算方法3.一遍掃描的處理方法4.抽象語法樹6.3 S-屬性文法的自下而上計算S-屬性文法的自下而上計算6.4 L-屬性文法和自頂向下翻譯1.翻譯模式2.自頂向下翻譯3.遞歸下降翻譯器的設計第7章 語義分析和中間代碼產生7.1中間語言6421.后綴式掌握不同語句的翻譯，包括賦值語句、布爾表達式及控制語句等多媒體教學案例教學分組討論2.圖表示法3.三地址代碼7.2說明語句1.過程中的說明語句2.保留作用域信息3.記錄中的域名7.3賦值語句的翻譯1.簡單算術表示式及賦值語句2.數組元素的引用3.記錄中域的引用7.4布爾表達式的翻譯1.數值表示法2.作為條件控制的布爾式翻譯7.5控制語句的翻譯1.控制流語句2.標號與goto語句3.CASE語句的翻譯五、實施要求（一）參考教材與資料1.參考教材（1）陳火旺程序設計語言編譯原理國防工業(yè)出版社.2012（2）康慕寧，林奕編譯原理人民郵電出版社.20102.主要教學參考文獻（1）（美）阿霍等著，趙建華譯.編譯原理.機械工業(yè)出版社.2016年（2）王生原.編譯原理.清華大學出版社.2015年3.推薦的教學網站和相關專業(yè)文獻網站（1）馮博琴編譯原理教學視頻（/view/index5410.html）（2）吉林大學編譯原理教學視頻（/show-2262.html）（二）教學組織課程教學由教研室主任主要負責，課程組組長負責具體的組織與實施。基本流程包括：（1）成立課程組。目前該課程組主要有3名老師，年齡結構、學歷結構和學緣結構如下：姓名性別年齡職稱碩士專業(yè)承擔工作張德青女32講師管理科學與工程主講丁雪晶女33講師計算機軟件與理論主講程錦女28講師微電子學與固體電子學主講（2）教學準備。課前組織備課、說課，做到“六統(tǒng)一”，統(tǒng)一對教材進行分析；統(tǒng)一主要內容；統(tǒng)一教學目標；統(tǒng)一學習重點；統(tǒng)一教學進度；統(tǒng)一主要練習。做到教師內容、流程、標準、操作非常熟練，能夠處理前后內容銜接問題。（3）課程教學。擬采取教學做一體的方式授課和訓練，老師重點講解基本理論，并進行示范演示，學生根據老師講解和演示進行學做，學生借助課堂及課下時間完成老師要求的案例操作。（4）輔導答疑，可以采取課堂答疑、課下輔導和網上答疑等方式。（5）課程考核，采取過程性考核和終結性考核相結合，過程考核以出勤、課堂表現(xiàn)、回答問題等為評判標準，終結性考核以期末考核為主。（6）總結反饋，對于上課的內容、學時安排、教學過程、考核方式、教學效果等進行總結，擬放在課程結束后進行，以利于查找問題，不斷提升課程的教學質量。（三）教學方法教學中應注重理論與實踐的結合，注重學生綜合應用能力的培養(yǎng)，使學生對編譯的基本概念、原理和方法有完整的和清楚的理解，并能正確地、熟練地運用。充分運用現(xiàn)代化手段，發(fā)揮多種媒體教學資源的優(yōu)勢，強調各種媒體之間的優(yōu)化組合。課堂傳授采用講授法、演示法、案例教學法、項目設計教學法等方法，引導學生由淺入深、循序漸進學習和掌握課程內容，增強學生的自覺性和主動性，調動學生的學習熱情。以學生自主學習為中心，注重教師在教學過程中發(fā)揮引導作用。注重建構適合師生、學生之間交互、討論的教學環(huán)境。（四）課程評價與建議（1）形成性評價與終結性評價相結合，原則上形成性評價(過程考核)成績占總成績的50%，終結性評價(課終考核)成績占總成績的50%。（各教學單位也可以根據課程性質需要設定相關權重，報教務處備案）（2）形成性評價突出平時考勤、課堂紀律、參與程度、課后作業(yè)