《编译原理教学大纲》是针对计算机科学与技术以及信息安全专业的本科生所设的一门核心课程,旨在通过系统学习,使学生掌握程序设计语言编译程序的基础理论、工作原理及实现技术。这门课程强调理论与实践的结合,旨在提升学生的抽象思维、问题分析和解决能力,同时增强他们对程序设计语言的理解和应用技能。
课程的教学内容涵盖以下几个关键部分:
1. **引论**:介绍编译程序的基本概念,包括编译过程、编译程序的结构以及其在程序设计环境中的角色。学生应理解编译过程的各个阶段和编译程序的总体架构。
2. **高级语言及其语法描述**:探讨程序设计语言的定义、特性和语法描述方法,如上下文无关文法和乔姆斯基文法体系。学生需掌握文法的基本概念,如句型、句子、推导和语法树。
3. **词法分析**:讲解词法分析器的功能和设计方法,包括正规表达式、有限自动机以及LEX工具的使用。学生应能设计和调试词法分析器,理解和应用正规表达式与有限自动机。
4. **语法分析—自上而下分析**:介绍自上而下分析法,如LL(1)分析法和递归下降分析,要求学生掌握消除左递归和回溯的技术,以及预测分析表的构造。
5. **语法分析—自下而上分析**:涵盖自下而上分析,如算符优先分析和LR分析,包括LR(0)、SLR、LR(1)分析表的构造。学生应理解归约、短语、句柄等概念,并能构造分析表。
6. **属性文法和语法制导翻译**:讲解语法制导翻译的基本思想和属性文法,使学生掌握基于属性文法的翻译方法。
7. **语义分析和中间代码产生**:介绍中间语言,如后缀式、图表示法和三地址代码,以及如何进行语义分析和翻译各种语句,包括类型检查。
8. **符号表**:阐述符号表的组织和作用,以及名字的作用范围和查找方法,要求学生掌握名字作用域分析。
9. **运行时存储空间组织**:涉及目标程序运行时的内存管理,包括参数传递机制、静态和动态存储分配,以及面向对象语言的存储分配。
课程的实践部分包括16学时的课程实验,旨在让学生通过实际操作来巩固理论知识,增强对编译过程的理解。通过这门课程的学习,学生将具备设计和实现编译程序的基础能力,为未来从事软件开发和计算机系统设计奠定坚实的基础。