本課程主要內(nèi)容包括:編譯程序/系統(tǒng)概述,形式語言、文法和自動機的基礎(chǔ)知識,詞法分析,語法分析,語法制導(dǎo)的語義處理基礎(chǔ),語義分析和中間代碼生成,符號表組織,運行時存儲組織,代碼優(yōu)化和目標代碼生成。
1、課程定位
編譯程序/系統(tǒng)在計算機科學(xué)技術(shù)的發(fā)展歷史中發(fā)揮了巨大作用,是計算機系統(tǒng)的核心支撐軟件。編譯原理一直以來是國內(nèi)外大學(xué)計算機相關(guān)專業(yè)的重要課程,其知識結(jié)構(gòu)貫穿程序設(shè)計語言、系統(tǒng)環(huán)境以及體系結(jié)構(gòu),其理論基礎(chǔ)是聯(lián)系計算機科學(xué)和計算機系統(tǒng)的典范。
本課程是計算機專業(yè)核心課,主要講授編譯程序/系統(tǒng)構(gòu)造的基本原理和技術(shù),為學(xué)生深入學(xué)習(xí)計算機系統(tǒng)相關(guān)的專業(yè)知識以及今后從事科學(xué)研究或技術(shù)開發(fā)工作打下扎實的基礎(chǔ)。
2、課程簡介
本課程主要內(nèi)容包括:編譯程序/系統(tǒng)概述,形式語言、文法和自動機的基礎(chǔ)知識,詞法分析,語法分析,語法制導(dǎo)的語義處理基礎(chǔ),語義分析和中間代碼生成,符號表組織,運行時存儲組織,代碼優(yōu)化和目標代碼生成。
3、教學(xué)要求
本課程的教學(xué)目的是系統(tǒng)掌握編譯程序/系統(tǒng)的設(shè)計原理以及實現(xiàn)技術(shù)。要求學(xué)生:
(1)深入理解編譯程序/系統(tǒng)的基本構(gòu)造原理;
(2)掌握常用語言機制的實現(xiàn)技術(shù);
(3)經(jīng)歷開發(fā)一個小型編譯程序的主要階段;
(4)具有學(xué)習(xí)和使用特定編譯構(gòu)造工具的能力;
(5)會將所學(xué)的通用方法和技術(shù)應(yīng)用于類似軟件的設(shè)計和實現(xiàn)中;
(6)具備綜合運用知識開發(fā)具有一定規(guī)模的軟件系統(tǒng)的能力。
4、教學(xué)內(nèi)容
第1講 課程概述
基礎(chǔ)概念;邏輯結(jié)構(gòu);組織方式;伙伴程序;生成環(huán)境
第2講 實驗項目介紹
項目框架的總體結(jié)構(gòu);實驗內(nèi)容;實驗環(huán)境;實驗安排;考核方案
第3講 文法/正規(guī)式/有限自動機 ─ 基礎(chǔ)知識
形式語言概念;上下文無關(guān)文法及語言;正規(guī)語言及其描述
第4講 詞法分析
詞法分析概述;詞法分析程序的設(shè)計與實現(xiàn);詞法分析程序的自動構(gòu)造
第5講 符號表
符號表的作用;符號表的常見屬性;符號表上的操作;符號表的組織;符號表與作用域
第6講 自頂向下語法分析
自頂向下分析思想;自頂向下預(yù)測分析;LL(1)分析;幾種文法變換;LL(1)分析的出錯處理
第7講 自底向上語法分析
自底向上分析思想;移進-歸約分析;LR分析基礎(chǔ);LR(0)、SLR(1)、LR(1)、LALR(1)等系列分析方法;二義文法在LR 分析中的應(yīng)用;LR 分析的出錯處理;幾類分析文法之間的關(guān)系
第8講 語法制導(dǎo)的語義處理基礎(chǔ)
屬性文法;基于屬性文法的語義處理;翻譯模式;基于翻譯模式的語義處理
第9講 語義分析與中間代碼生成
語義分析與中間代碼生成概述;常規(guī)處理介紹(類型檢查、說明語句、賦值語句及算數(shù)表達式、數(shù)組說明和數(shù)組元素引用、布爾表達式、控制語句、拉鏈與代碼回填技術(shù)、過程調(diào)用)
第10講 運行時存儲組織
運行時存儲組織概述;程序運行時存儲空間的布局;存儲分配策略;活動記錄;過程調(diào)用與參數(shù)傳遞;面向?qū)ο蟪绦蜻\行時組織
第11講 目標代碼生成及代碼優(yōu)化
基本塊、流圖和循環(huán);數(shù)據(jù)流分析基礎(chǔ)(數(shù)據(jù)流方程,典型數(shù)據(jù)流分析舉例,UD鏈,DU鏈);基于 DAG 表示的局部優(yōu)化;目標代碼生成技術(shù)(代碼生成基礎(chǔ),一個簡單的代碼生成算法,圖著色物理寄存器分配算法);代碼優(yōu)化技術(shù)簡述