北京大学程序设计语言概论考试复习.docx

《北京大学程序设计语言概论考试复习》 程序设计语言概论是一门深入探讨编程语言理论和实践的课程，涵盖了语言的定义、特征、设计、实现以及语法和语义等多个方面。这门课程对于理解计算机科学的核心概念至关重要，特别是对于想要从事软件开发、系统设计或者计算机科学研究的学生来说。 程序设计语言是通过符号和规则来构建的，它包含数据和算法，旨在让计算机理解和执行。高级程序设计语言（HPLs）以其形式独立于计算机硬件、更接近自然语言的特点，使得程序员能够更高效地表达问题解决方案。编程范型，如命令型、函数式、逻辑型和面向对象，是编程语言的基石，它们各自具有独特的优点和适用场景，其中面向对象编程在现代软件工程中占据重要地位。 语言设计时需要考虑硬件计算机的特性，包括数据、操作、存储、访问和控制等方面，以及虚拟计算机（或执行模型）和计算模型。语言的实现过程通常涉及翻译和解释，将源代码转化为计算机可执行的形式。 虚拟计算机是程序运行时的抽象环境，程序的各个组成部分在这个环境中被绑定到具体组件。绑定时间可以发生在运行时或编译时，这是理解程序行为的关键。 在语法层面，语言的一般准则和二义性问题需要理解。二义性可能导致解析错误，因此需要解决方法。BNF（巴科斯范式）语法是描述语言结构的重要工具，用于推导语言并构建语法分析树。有限状态自动机（FSA）和下推自动机（PDA）是形式语言理论中的核心概念，分别对应于正则文法和上下文无关文法，它们在编译器设计中扮演着重要角色。 乔姆斯基分级文法是语法模型的一种，将语言分为不同的类别，揭示了不同级别的语言表达能力。图灵机作为计算模型，其结构、原理和能力是理解计算复杂性的基础。语义模型，如属性文法和公理语义，用于表达程序的含义和证明程序的正确性。 数据对象是编程中的基本元素，包括其属性、值和操作。数据类型的声明、检查以及实现（如整型、实型、字符型）是程序设计中的关键环节。结构化数据类型如数组和记录，以及子程序的定义和激活，构成了复杂程序设计的基础。 抽象数据类型（ADT）是封装数据和操作的数据结构，类属抽象数据类型允许参数化，支持继承和多态性。继承允许对象间共享属性和行为，而多态性则提高了代码的灵活性和重用性，动态多态尤其在面向对象编程中发挥着重要作用。 总结而言，《北京大学程序设计语言概论》涵盖了从语言基础到高级概念的广泛内容，旨在培养学生的编程思维、理解和分析能力，以及对程序设计语言本质的理解。通过深入学习这门课程，学生将具备设计、实现和评估各种编程语言以及编写高效、可维护代码的能力。