《編譯原理》課程教學(xué)大綱

《編譯原理》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱（中文）編譯原理課程名稱（英文）CompilerPrinciples課程類別I專業(yè)主干課課程性質(zhì)2必修授課語(yǔ)言3中文授課學(xué)期5學(xué)分3課程學(xué)時(shí)及分配總學(xué)時(shí)講課實(shí)驗(yàn)課外484080適用專業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教材編譯原理（本科教學(xué)版）（第2版），機(jī)械工業(yè)出版社，［美］阿霍等著，趙建華等譯，2017年1月第1版授課學(xué)院計(jì)算機(jī)與軟件學(xué)院先修課程程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成原理后續(xù)課程無(wú)課程簡(jiǎn)介課程基本定位：《編譯原理》是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門理論性與實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課，以離散數(shù)學(xué)、高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成原理等作為先修課程?！毒幾g原理》課程蘊(yùn)涵著復(fù)雜問(wèn)題的抽象能力、解決問(wèn)題的分析思路和方法等分析問(wèn)題能力的培養(yǎng)。課程從計(jì)算機(jī)科學(xué)中形式語(yǔ)言與自動(dòng)機(jī)的基本理論出發(fā)，全面系統(tǒng)地介紹編譯系統(tǒng)程序的主要功能、設(shè)計(jì)原理和構(gòu)造方法，重點(diǎn)解決高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言翻譯器時(shí)遇到的普遍問(wèn)題，而不偏向于某種源語(yǔ)言或目標(biāo)機(jī)器。本課程討論的概念和技術(shù)也可應(yīng)用于一般的軟件設(shè)計(jì)之中。核心學(xué)習(xí)結(jié)果：通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該掌握程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言翻譯過(guò)程的基本原理、方法、技術(shù)，為學(xué)生畢業(yè)后從事復(fù)雜軟件設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)科學(xué)研究等相關(guān)工作培養(yǎng)理論學(xué)習(xí)基礎(chǔ)以及實(shí)踐技能的訓(xùn)練。學(xué)習(xí)課程有利于對(duì)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的理解，可以便于掌握新的語(yǔ)言工具。同時(shí)，能夠利用形式化描述工具，表示復(fù)雜問(wèn)題及求解過(guò)程。主要教學(xué)方法：課堂講授+課程實(shí)驗(yàn)大綱更新時(shí)間2020年8月13日注：1.課程類別：選填“通識(shí)核心課/通識(shí)拓展課/通修課/學(xué)科基礎(chǔ)課/專業(yè)主干課/專業(yè)選修課/專業(yè)實(shí)踐/素質(zhì)拓展”2.課程性質(zhì)：選填“選修/必修”3.授課語(yǔ)言：選填“中文/雙語(yǔ)/全英文或其他語(yǔ)種”二、課程目標(biāo).學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果：描述學(xué)生在學(xué)完本節(jié)內(nèi)容后應(yīng)獲得的知識(shí)、能力或素養(yǎng)水平（下同）.教學(xué)方式:包括講授、討論、案例、演示等，但不限于所列，根據(jù)課程實(shí)際需要列舉U!實(shí)踐（實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)）教學(xué)U!實(shí)踐（實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)）教學(xué)I編號(hào)實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)工程名稱教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)類型2思政融入點(diǎn)學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果課程目標(biāo)1詞法分析程序的實(shí)現(xiàn)編程實(shí)現(xiàn)詞法分析過(guò)程：1）按規(guī)那么拼單詞，并轉(zhuǎn)換成二元式形式2）刪除注釋行3）刪除多余的空格、回車符、制表符4）列表打印源程序，按照源程序的行打印，在每行的前面加上行號(hào)，并且打印出每行包含的記號(hào)的二元形式，填寫(xiě)并生成符號(hào)表5）發(fā)現(xiàn)并定位錯(cuò)誤4設(shè)計(jì)型1）理解應(yīng)用DFA表示圖級(jí)語(yǔ)言源程序的單詞構(gòu)成；2）深刻領(lǐng)會(huì)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖的含義，逐步理解有限自動(dòng)機(jī)；3）掌握手工生成詞法分析器的方法，了解詞法分析器的內(nèi)部工作原理。課程目標(biāo)1,2素養(yǎng)：科學(xué)素質(zhì)、團(tuán)隊(duì)合作2語(yǔ)法分析程序的實(shí)現(xiàn)1）設(shè)計(jì)合適的文法的規(guī)那么存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；2）利用語(yǔ)法分析程序模擬文法的推導(dǎo)句子的基本過(guò)程。4設(shè)計(jì)型1）理解高級(jí)語(yǔ)言語(yǔ)法的表小工具一上下文無(wú)關(guān)文法；2）深刻領(lǐng)會(huì)規(guī)那么的含義，并能夠利用遞歸程序或者其他相關(guān)算法模擬推導(dǎo)/規(guī)約的過(guò)程；3）掌握手工生成語(yǔ)法分析器的方法，了解語(yǔ)法分課程目標(biāo)1,2素養(yǎng)：科學(xué)素質(zhì)、團(tuán)隊(duì)合作

注：1.此表可用于課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)或某門綜合實(shí)踐課程析器的內(nèi)部工作原理。2.實(shí)驗(yàn)類型：選填”驗(yàn)證性/綜合性/設(shè)計(jì)性”；實(shí)習(xí)類型：選填“認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)/生產(chǎn)實(shí)習(xí)/畢業(yè)實(shí)習(xí)”五、課程評(píng)價(jià)（一）考核內(nèi)容、考核方式與課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)考核內(nèi)容課程目標(biāo)在各考核方式中占比】平時(shí)作業(yè)實(shí)驗(yàn)期中考試期末考試1.1編譯過(guò)程和編譯程序的結(jié)構(gòu),文法的構(gòu)造,非確定有限自動(dòng)機(jī)確實(shí)定化和最小化，正規(guī)表達(dá)式與有限自動(dòng)機(jī)的等價(jià)性，消除文法的左遞歸和回溯，算符優(yōu)先分析表和優(yōu)先函數(shù)的構(gòu)造,屬性的計(jì)算，翻譯模式的構(gòu)造，說(shuō)明語(yǔ)句、賦值語(yǔ)句、布爾表達(dá)式和控制語(yǔ)句等的翻譯,名字的作用范圍和運(yùn)行時(shí)存儲(chǔ)空間的分配，基于DAG的局部?jī)?yōu)化和循環(huán)優(yōu)化等。50%40%60%60%1.2編譯過(guò)程中用到的經(jīng)典算法,如子集構(gòu)造法、遞歸和非遞歸的預(yù)測(cè)分析法、LR語(yǔ)法分析算法等。熟練應(yīng)用這些方法進(jìn)行語(yǔ)法分析和推導(dǎo)。50%60%40%40%合計(jì)100%100%100%100%各考核方式占總成績(jī)權(quán)重（自行賦值）10%10%20%60%注：1.課程目標(biāo)在考核方式及占比：主要根據(jù)課程目標(biāo)自行設(shè)計(jì)和制定多元化考核方式，表中所列僅為參考（紅色數(shù)據(jù)可刪除）。但所列考核方式必須覆蓋全體學(xué)生，可根據(jù)當(dāng)學(xué)期具體教學(xué)情況酌情調(diào)整。2.各考核方式占總成績(jī)權(quán)重：根據(jù)課程實(shí)際情況對(duì)各考核方式占總成績(jī)的權(quán)重予以賦值。（二）考核方式評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)1.課程作業(yè)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

課程目標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)占比90-100（優(yōu)）80-89（良）70-79（中）60-69（及格）0-59（不及格）1.1正確完成較好地完成完成了大部完成了大僅完成小50%基本上所大局部習(xí)題分習(xí)題和實(shí)局部習(xí)題局部習(xí)題有習(xí)題和和實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)、有一些和實(shí)驗(yàn)、有和實(shí)驗(yàn)、并實(shí)驗(yàn)。明顯的錯(cuò)漏較多明顯有很多明的錯(cuò)漏顯的錯(cuò)漏1.2正確運(yùn)用能正確運(yùn)用能運(yùn)用所學(xué)能運(yùn)用所無(wú)法或很50%所學(xué)算法所學(xué)的大部大局部的算學(xué)算法進(jìn)少量可以進(jìn)行文法分算法進(jìn)行法進(jìn)行文法行少局部運(yùn)用所學(xué)分析文法分析分析，有一的文法分算法進(jìn)行些錯(cuò)誤析，有較多明顯的錯(cuò)誤文法分析2.期中/期末考試評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（筆試類評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)可在大綱中按以下格式予以說(shuō)明，也可在通過(guò)“試卷分析表”予以說(shuō)明）課程目標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)占比90-100（優(yōu)）80-89（良）70-79（中）60-69（及格）0-59（不及格）1.1掌握所有較好地掌握局部掌握基對(duì)重要知僅掌握了60%基本概念基本概念和本概念和知識(shí)點(diǎn)未完很少量的和知識(shí)點(diǎn)、知識(shí)點(diǎn)、基識(shí)點(diǎn)、大致全理解、基基本概念理解其含本理解其含理解其含本概念不和知識(shí)點(diǎn)、義義、略有出?義、有一些清解題思路錯(cuò)明顯的錯(cuò)漏混亂1.2能夠針對(duì)能夠針對(duì)大能夠針對(duì)基能夠針對(duì)無(wú)法針對(duì)40%不同文法，局部文法，本的一些文較少量文不同的文熟練運(yùn)用正確運(yùn)用編法，正確運(yùn)法，運(yùn)用編法,選擇合編譯器的譯器的不同用編譯器的譯器的少適的編譯不同算法算法對(duì)其進(jìn)不同算法對(duì)數(shù)算法對(duì)器算法對(duì)對(duì)其進(jìn)行行分析其進(jìn)行分析其進(jìn)行分其進(jìn)行分分析析，有少數(shù)錯(cuò)誤析注：考核方式和課程目標(biāo)在考核方式中占比應(yīng)與“（一）考核內(nèi)容、考核方式與課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)關(guān)系”一致。所列考核環(huán)節(jié)，除了筆試類均須依次給出評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，格式同上。筆試類課程考核評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)可以在本課程大綱里進(jìn)行說(shuō)明，也可以通過(guò)提交“試卷分析表”予以說(shuō)明。五、參考書(shū)目及學(xué)習(xí)資料.［美］安佩爾，現(xiàn)代編譯原理：c語(yǔ)言描述，人民郵電出版社，2006.勞頓著，馮博琴等譯，編譯原理及實(shí)踐，機(jī)械工業(yè)出版社，2004.［美］KennethC.Louden,編譯原理與實(shí)踐，機(jī)械工業(yè)出版社，2002

注：1.支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)：選填項(xiàng)。需要進(jìn)行專業(yè)認(rèn)證，有畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)可參照的課程必填，無(wú)明確序號(hào)課程目標(biāo)（參考培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、課程定位）支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1達(dá)成途徑1.1了解機(jī)器是如何理解不同語(yǔ)言的代碼，了解編譯過(guò)程和工作原理，了解編譯過(guò)程中用到的正那么表達(dá)式、有窮自動(dòng)機(jī)、語(yǔ)法分析樹(shù)、詞法語(yǔ)法分析方法等基本概念和技術(shù)，了解基于DAG的局部?jī)?yōu)化和循環(huán)優(yōu)化等編譯器的優(yōu)化策略等。培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題時(shí)的邏輯思維和推理能力；畢業(yè)指標(biāo)點(diǎn)1.1:掌握數(shù)學(xué)與自然科學(xué)的基本概念、基本理論和基本技能，領(lǐng)會(huì)數(shù)學(xué)、物理思想方法，培養(yǎng)邏輯思維和邏輯推理能力；課后作業(yè)、考試1.2讓作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生在今后編程時(shí)，更加清楚編譯的底層邏輯，了解機(jī)器是如何巧妙地一步步理解你所寫(xiě)的代碼，并最終將其轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼，通過(guò)機(jī)器進(jìn)行執(zhí)行，其中針對(duì)編譯器設(shè)計(jì)提出的一些經(jīng)典算法可以在將來(lái)應(yīng)用到現(xiàn)代軟件的設(shè)計(jì)當(dāng)中，針對(duì)工程問(wèn)題提出創(chuàng)新的解決方案。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.4在充分理解計(jì)算機(jī)軟硬件及系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，能夠設(shè)計(jì)針對(duì)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題的解決方案，設(shè)計(jì)或開(kāi)發(fā)滿足特定需求和約束條件的軟硬件系統(tǒng)、模塊或算法流程，能夠進(jìn)行模塊和系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化；畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)5.2在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題的建模、模擬或解決過(guò)程中，能夠使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、軟硬件及系統(tǒng)資源和研發(fā)工具，提高解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力和效率。課后作業(yè)、實(shí)驗(yàn)課、考試畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)可參照的可不填。三、理論教學(xué)內(nèi)容

章標(biāo)題教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)思政融入點(diǎn)1學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果2教學(xué)3課程目標(biāo)第一章緒論1.編譯的定義2,編譯器的結(jié)構(gòu)3.編譯過(guò)程簡(jiǎn)介2與同學(xué)交流：這門課的學(xué)習(xí)不是一件容易的事情，但這門課卻是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的特色，鼓勵(lì)學(xué)生迎難而上，直面挑戰(zhàn)。.了解編譯程序的起源.程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的開(kāi)展.理解編譯程序和解釋程序的區(qū)別.了解編譯程序的基本工作過(guò)程.理解編譯程序的基本結(jié)構(gòu).掌握編譯程序各邏輯結(jié)構(gòu)的主要功能講授課程目標(biāo)1素養(yǎng)：科學(xué)素質(zhì)、社會(huì)責(zé)任第二章程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言及其文法.語(yǔ)言及其文法基本概念.高級(jí)語(yǔ)言的一般特性.文法的分類和CFG分析樹(shù)4.理解形式語(yǔ)言中語(yǔ)法的概念.了解語(yǔ)義的概念,了解高級(jí)語(yǔ)言的分類.了解高級(jí)語(yǔ)言的結(jié)構(gòu).理解上下文無(wú)關(guān)文法.理解語(yǔ)法分析樹(shù)與二義性.理解形式語(yǔ)言的分類講授、討論課程目標(biāo)1,2素養(yǎng)：科學(xué)素質(zhì)第三章詞法分析.詞法分析器的功能和設(shè)計(jì).正那么表達(dá)式和正那么定義.有窮自動(dòng)機(jī)及其分6.了解詞法分析器的功能和輸出形式.理解詞法分析器作為一個(gè)獨(dú)立講授、習(xí)題、實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)1,2素養(yǎng)：科學(xué)素質(zhì)子程序類、NFA到DFA的轉(zhuǎn)子程序換、識(shí)別DFA.換、識(shí)別DFA圖及實(shí)現(xiàn).Lex工具的使用圖及實(shí)現(xiàn).理解單詞符號(hào)的識(shí)別：超前搜索5.掌握正那么表達(dá)式與正那么定義.掌握確定有限自動(dòng)機(jī)(DFA).掌握非確定有限自動(dòng)機(jī)(NFA)8.掌握正那么文法與有限自動(dòng)機(jī)的等價(jià)性.掌握正那么式與有限自動(dòng)機(jī)的等價(jià)性.掌握確定有限自動(dòng)機(jī)的化簡(jiǎn).了解Lex工具的使用方法

第四章語(yǔ)法分析-自上而下分析.語(yǔ)法分析器的功能.自頂向下分析和LL(1)文法.遞歸預(yù)測(cè)分析法.非遞歸的預(yù)測(cè)分析法6和學(xué)生討論運(yùn)用辯證的思維解決問(wèn)題，抓住問(wèn)題的主要方面，忽略次要方面，學(xué)會(huì)抓重點(diǎn)來(lái)解決問(wèn)題。.了解語(yǔ)法分析程序的功能.掌握自上而下分析面臨的問(wèn)題.掌握左遞歸的消除方法.掌握防止回溯、提左因子的方法.理解LL(1)文法的定義.理解遞歸下降分析程序的構(gòu)造方法.理解預(yù)測(cè)分析程序工作過(guò)程.掌握First和Follow集的計(jì)算、預(yù)測(cè)分析表的構(gòu)造.了解LL(1)分析中的錯(cuò)誤處理10.理解詞法分析器作為一個(gè)獨(dú)立子程序講授、習(xí)題、實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)1,2素養(yǎng)：科學(xué)素質(zhì)

第五章語(yǔ)法分析-自卜而上分析.自下而上分析基本問(wèn)題.算符優(yōu)先分析.LR分析法.語(yǔ)法分析器的自動(dòng)產(chǎn)生工具Yacc8與學(xué)生交流探討理論與實(shí)踐的關(guān)系，理論可以指導(dǎo)實(shí)踐,通過(guò)實(shí)踐可以鞏固理論知識(shí)。在遇到較難的問(wèn)題面前，應(yīng)該迎難而上，多思考想方法克服困難,做到不畏難。.掌握歸約的方法.理解符號(hào)棧的使用與語(yǔ)法樹(shù)的表示.掌握算符優(yōu)先分析算法.了解優(yōu)先函數(shù).了解算符優(yōu)先分析中的出錯(cuò)處理.理解LR分析器的工作方法.掌握LR(0)項(xiàng)目集族和LR(0)分析表的構(gòu)造.掌握SLR分析表的構(gòu)造.了解Yacc工具的使用講授、習(xí)題、實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)1,2素養(yǎng)：科學(xué)素質(zhì)1.屬性文法第六章語(yǔ)義分析、語(yǔ)法制導(dǎo)翻譯及中間代碼生成.翻譯模式.語(yǔ)義處理.語(yǔ)法制導(dǎo)翻譯.中間代碼.簡(jiǎn)單賦值語(yǔ)句的翻譯.數(shù)組的翻譯.布爾表達(dá)式和控制結(jié)構(gòu)的翻譯.了解基于屬性文法的處理方法.理解屬性的依賴圖和屬性計(jì)算方法.了解S-屬性文法的自下而上計(jì)算.了解L.屬性文法和自頂向下翻譯.理解自頂向下翻譯及常見(jiàn)語(yǔ)言的翻譯及中間代碼表示.了解遞歸下降翻譯器的設(shè)計(jì)理解符號(hào)棧的使用與語(yǔ)法樹(shù)的表示.理解后綴式、圖表示法、三地址代碼的中間代碼表示方法.掌握四元式的表示方法.理解說(shuō)明語(yǔ)句的翻譯方法.理解賦值語(yǔ)句的翻譯.理解簡(jiǎn)單算術(shù)表達(dá)式及賦值語(yǔ)句.理解數(shù)組元素的引用.掌握控制結(jié)講授、討論、案例、習(xí)題課程目標(biāo)1,2素養(yǎng)：科學(xué)素質(zhì)構(gòu)中的布爾式翻譯14.理解簡(jiǎn)單控制語(yǔ)句的翻譯

注：1.思政融入點(diǎn)：至少寫(xiě)3條，簡(jiǎn)述該課程教學(xué)中將思政教育內(nèi)容與專業(yè)教育內(nèi)容有機(jī)融合的知識(shí)點(diǎn)（下同）。第七章符號(hào)表的組織與管理1.理解符號(hào)表的構(gòu)成0掌握符號(hào)表的構(gòu)造與組織自學(xué)課程目標(biāo)1,2素養(yǎng)：科學(xué)素質(zhì)第八章運(yùn)行時(shí)存儲(chǔ)空間組織.目標(biāo)程序運(yùn)行時(shí)的活動(dòng).存儲(chǔ)分