《编译原理》教学大纲（合作班）

《编译原理》教学大纲课程英文名PrincipleofCompiler课程代码03M0035学分2.5总学时40理论学时32实验学时0上机学时8实践学时0课程类别学科基础课课程性质限选先修课程《高级语言程序设计》、《算法与数据结构》适用专业计算机科学与技术开课学院信息工程学院注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。一、课程地位与课程目标（一）课程地位本课程是计算机科学与技术专业的一门重要的学科基础课程。本课程需要了解《高级语言程序设计》课程中的基本数据类型、常见程序结构、常用编程方法和技术，理解《算法与数据结构》课程中各种数据的基本逻辑结构、存储结构和访问方法，研究编译系统的组成、结构和工作流程，其次通过对编译程序各组成部分的设计原理的分析和实践从而具有设计开发编译程序的初步能力。任务是使学生掌握典型编译系统的构成、工作流程、设计原则，并能利用所学的知识进行编译系统的分析和维护、编译程序开发并掌握国际上该领域最新动态。通过该课程基础知识的学习可以培养学生解决编译和字符识别相关问题的能力，并通过外文文献查阅和研究分析专业相关的工程问题并获得有效结论。该课程的编译系统学习使得学生能够从事编译、字符识别软件开发设计和工程中开发平台维护等相关工作、了解计算机技术领域相关行业的国际状况和最新动态。为后续的毕业设计和从事软件底层开发方面的工作奠定基础。本课程以培养新时代计量领域工程人才为目标，让学生掌握编译技术的经典理论基础，理解在计算机技术领域的应用，融入马克思主义的唯物史观和科学的方法论，培养分析和解决编译系统中字符识别问题，激发学生软件强国的使命担当。课程目标掌握编译系统的组成、结构和工作流程，具有设计开发编译程序的初步能力。理解编译的基本概念和编译系统体系结构，具备针对特定开发语言，分析编译类型和效率的能力。通过介绍华为鸿蒙系统和方舟编译器，让学生认识到只有掌握操作系统和编译系统设计和开发应用的核心技术，才能在全球软件行业争得话语权，激发学生软件强国的使命担当。掌握编译的基本工作过程、具备设计、开发和维护词法分析、语法分析模块的能力。理解编译系统各环节的配合和设计原理，具备开发较完整的编译软件，并调试软件错误的能力。帮助学生树立正确的科学创新认识，掌握科学创新、编译系统设计的基本方法。课程思政目标1.在学习分析与解决软件领域与编译相关复杂工程问题的过程中，帮助学生树立正确的科学创新认识，掌握科学创新、编译系统设计的基本方法；2.通过工程实例和领域人物事迹介绍，引导学生重视专业基础能力培养，敢于在课程学习中创新实践，激发软件强国责任感。课程目标达成的途径与方法课程目标课程目标内容支撑毕业要求指标点目标达成的途径与方法教学内容课程目标11.理解编译的基本概念和编译系统体系结构，具备针对特定开发语言，分析编译类型和效率的能力。通过介绍华为鸿蒙系统和方舟编译器，让学生认识到只有掌握操作系统和编译系统设计和开发应用的核心技术，才能在全球软件行业争得话语权，激发学生软件强国的使命担当。指标点2.1：了解计算机领域常用的软硬件设计及开发工具、开发环境、模拟软件和设备的使用原理和方法，并理解其适用范围和局限性。1.课堂教学2.课堂讨论3.实验4.课外作业1.概论2.文法和语言课程目标22.掌握编译的基本工作过程、具备设计、开发和维护词法分析、语法分析模块的能力。指标点3.1：能够针对计算机硬件、计算机软件、计算机网络和计算机应用等领域复杂工程问题提出解决方案，并论证可行性。在解决方案中体现出创新性。1.课堂教学2.课堂讨论3.实验4.课外作业3.词法分析4.语法分析课程目标33.理解编译系统各环节的配合和设计原理，具备开发较完整的编译软件，并调试软件错误的能力。帮助学生树立正确的科学创新认识，掌握科学创新、编译系统设计的基本方法。指标点3.2：能够针对特定需求，进行复杂计算机系统的设计和开发，并体现创新意识。代的方案，并从可持续发展的角度分析工程活动过程的影响因素，获得有效结论。1.课堂教学2.课堂讨论3.实验4.课外作业5.语法制导翻译和中间代码生成6.运行时的存储分配与符号表组织7.代码优化与代码生成课程目标教学环节对应内容课程目标1讲授第1、2章及作业1.概论2.文法和语言课程目标2讲授第3、4章及作业实验一（必做部分）3.词法分析4.语法分析课程目标3讲授第5、6、7章及作业实验一（选做部分）5.语法制导翻译和中间代码生成6.运行时的存储分配与符号表组织7.代码优化与代码生成三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求2毕业要求3课程目标1M课程目标2MM课程目标3M四、课程主要内容与基本要求1．概论理解编译过程、编译程序的逻辑机构及编译程序各组成部分的主要功能。这部分是该课程的总体概述，重点掌握编译过程、编译程序各组成部分。通过这部分的学习，能使学生了解编译系统，并能够对开发语言的编译类型和效率进行判断。树立软件强国梦，编译技术在软件中的作用，激发学生软件强国的使命担当。2．文法和语言理解文法及语言的表示、文法和语言的定义，掌握文法的化简和改造及其分析算法等基本知识。这部分是该课程的基本概念和知识点基础，为后续章节的词法分析、语法分析、语法制导翻译和中间代码生成奠定基础。通过这部分的学习，能使学生进一步熟悉编译系统，并能够对开发语言的编译类型和效率进行分析。3．词法分析掌握正规式、有限自动机的概念及转换，掌握确定性有限状态自动机的化简，理解词法分析程序的设计原理。这部分是该课程的重要基础模块，为后续章节的语法分析、语法制导翻译和中间代码生成进一步奠定基础。通过这部分的学习，能使学生开始深入编译系统，并能够开发和维护词法分析模块。方舟编译器的词法分析。4．语法分析理解自上而下的语法分析，掌握LL文法的基本原理和预测分析法。掌握消除左递归和提取左公共因子算法。理解自下而上的语法分析，掌握LR（0）、SLR（1），LR（1），LALR（1）分析器的构造原理。了解二义文法的分析。这部分是该课程的重要模块，为后续章节的语法制导翻译和中间代码生成进一步奠定基础。通过这部分的学习，能使学生深入编译系统，并能够开发和维护语法分析模块。方舟编译器的语法分析。5．语法制导翻译和中间代码生成理解语法制导翻译模式，基本掌握程序设计语言中常见语法成分的翻译(S-属性文法和L-属性文法)。这部分是该课程的重要模块，为后续章节的代码优化与代码生成奠定基础。通过这部分的学习，能使学生深入编译系统，并能够开发和维护语法制导翻译模块。6．运行时的存储分配与符号表组织理解高级语言的特点对编译程序设计的影响。理解静态存储管理，简单栈式存储管理和嵌套语句的栈式存储管理。了解符号表的组织方法。这部分是该课程的支持模块，为后续章节的代码优化与代码生成提供条件。通过这部分的学习，能使学生较全面的理解编译系统，并能够开发和维护有合理存储组织的编译程序。方舟编译器如何组织。7．代码优化与代码生成了解代码优化基本方法，包括局部优化、循环优化。了解寄存器的管理及相应的算法。这部分是该课程的高级模块，为开发实用的编译程序提供条件。通过这部分的学习，能使学生全面理解编译系统，并能够开发和维护较完整的编译程序。鸿蒙系统如何工作。五、课程学时安排章节号教学内容学时数学生任务对应课程目标1概论2课程目标12文法和语言6完成作业2.1,2.2,2.3,2.4课程目标13词法分析6完成作业3.13.23.33.5课程目标24语法分析12(6)完成作业4.14.34.44.6完成实验1：综合词法、语法两部分内容设计一个小型编译器课程目标25语法制导翻译和中间代码生成4作业5.15.25.45.6课程目标36运行时的存储分配与符号表组织4作业6.16.26.46.5课程目标37代码优化与代码生成6(2)作业7.27.37.67.7完成实验2：综合词法、语法和语法制导翻译三部分内容设计一个小型编译器课程目标3六、实践环节及基本要求序号实验项目名称学时基本要求学生任务实验性质实验类别1实验一综合实验（必做部分）6综合词法、语法两部分内容设计一个小型编译器正确设计实现编译器并运行成功综合性必做2实验一综合实验（选做部分）2综合词法、语法和语法制导翻译三部分内容设计一个小型编译器正确设计实现编译器并运行成功综合性选做注：1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、选做等。七、考核方式、成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核含到课率、课堂讨论发言、平时作业等点名记录讨论发言记录作业批改成绩15%实验考核操作及实验报告操作成绩报告批改成绩15%期末考核闭卷卷面成绩70%考核类别考查成绩登记方式百分制八、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：1、《编译原理》（第二版），张素琴、吕映芝、蒋维杜、戴桂兰著，清华大学出版社，2011年7月，ISBN：9787302089797。2、编译原理及实践教程（第2版），黄贤英、曹琼、王柯柯著，清华大学出版社，2012年3月，ISBN：9787302277439。（二）主要参考书：1、《编译原理》(原书第2版)，(美)AlfredV.Aho、MonicaS.Lam、RaviSethi、JeffreyD.Ullman著，赵建华、郑滔、