《編譯原理》教學(xué)大綱課程英文名PrincipleofCompiler課程代碼03M0035學(xué)分2.5總學(xué)時(shí)40理論學(xué)時(shí)32實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)0上機(jī)學(xué)時(shí)8實(shí)踐學(xué)時(shí)0課程類別學(xué)科基礎(chǔ)課課程性質(zhì)限選先修課程《高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)》、《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》適用專業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)開課學(xué)院信息工程學(xué)院注：課程類別是指公共基礎(chǔ)課/學(xué)科基礎(chǔ)課/專業(yè)課；課程性質(zhì)是指必修/限選/任選。一、課程地位與課程目標(biāo)（一）課程地位本課程是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門重要的學(xué)科基礎(chǔ)課程。本課程需要了解《高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)》課程中的基本數(shù)據(jù)類型、常見程序結(jié)構(gòu)、常用編程方法和技術(shù)，理解《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中各種數(shù)據(jù)的基本邏輯結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和訪問方法，研究編譯系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)和工作流程，其次通過對(duì)編譯程序各組成部分的設(shè)計(jì)原理的分析和實(shí)踐從而具有設(shè)計(jì)開發(fā)編譯程序的初步能力。任務(wù)是使學(xué)生掌握典型編譯系統(tǒng)的構(gòu)成、工作流程、設(shè)計(jì)原則，并能利用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行編譯系統(tǒng)的分析和維護(hù)、編譯程序開發(fā)并掌握國(guó)際上該領(lǐng)域最新動(dòng)態(tài)。通過該課程基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)可以培養(yǎng)學(xué)生解決編譯和字符識(shí)別相關(guān)問題的能力，并通過外文文獻(xiàn)查閱和研究分析專業(yè)相關(guān)的工程問題并獲得有效結(jié)論。該課程的編譯系統(tǒng)學(xué)習(xí)使得學(xué)生能夠從事編譯、字符識(shí)別軟件開發(fā)設(shè)計(jì)和工程中開發(fā)平臺(tái)維護(hù)等相關(guān)工作、了解計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)行業(yè)的國(guó)際狀況和最新動(dòng)態(tài)。為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)和從事軟件底層開發(fā)方面的工作奠定基礎(chǔ)。本課程以培養(yǎng)新時(shí)代計(jì)量領(lǐng)域工程人才為目標(biāo)，讓學(xué)生掌握編譯技術(shù)的經(jīng)典理論基礎(chǔ)，理解在計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，融入馬克思主義的唯物史觀和科學(xué)的方法論，培養(yǎng)分析和解決編譯系統(tǒng)中字符識(shí)別問題，激發(fā)學(xué)生軟件強(qiáng)國(guó)的使命擔(dān)當(dāng)。課程目標(biāo)掌握編譯系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)和工作流程，具有設(shè)計(jì)開發(fā)編譯程序的初步能力。理解編譯的基本概念和編譯系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，具備針對(duì)特定開發(fā)語言，分析編譯類型和效率的能力。通過介紹華為鴻蒙系統(tǒng)和方舟編譯器，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到只有掌握操作系統(tǒng)和編譯系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)應(yīng)用的核心技術(shù)，才能在全球軟件行業(yè)爭(zhēng)得話語權(quán)，激發(fā)學(xué)生軟件強(qiáng)國(guó)的使命擔(dān)當(dāng)。掌握編譯的基本工作過程、具備設(shè)計(jì)、開發(fā)和維護(hù)詞法分析、語法分析模塊的能力。理解編譯系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的配合和設(shè)計(jì)原理，具備開發(fā)較完整的編譯軟件，并調(diào)試軟件錯(cuò)誤的能力。幫助學(xué)生樹立正確的科學(xué)創(chuàng)新認(rèn)識(shí)，掌握科學(xué)創(chuàng)新、編譯系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法。課程思政目標(biāo)1.在學(xué)習(xí)分析與解決軟件領(lǐng)域與編譯相關(guān)復(fù)雜工程問題的過程中，幫助學(xué)生樹立正確的科學(xué)創(chuàng)新認(rèn)識(shí)，掌握科學(xué)創(chuàng)新、編譯系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法；2.通過工程實(shí)例和領(lǐng)域人物事跡介紹，引導(dǎo)學(xué)生重視專業(yè)基礎(chǔ)能力培養(yǎng)，敢于在課程學(xué)習(xí)中創(chuàng)新實(shí)踐，激發(fā)軟件強(qiáng)國(guó)責(zé)任感。課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法課程目標(biāo)課程目標(biāo)內(nèi)容支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法教學(xué)內(nèi)容課程目標(biāo)11.理解編譯的基本概念和編譯系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，具備針對(duì)特定開發(fā)語言，分析編譯類型和效率的能力。通過介紹華為鴻蒙系統(tǒng)和方舟編譯器，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到只有掌握操作系統(tǒng)和編譯系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)應(yīng)用的核心技術(shù)，才能在全球軟件行業(yè)爭(zhēng)得話語權(quán)，激發(fā)學(xué)生軟件強(qiáng)國(guó)的使命擔(dān)當(dāng)。指標(biāo)點(diǎn)2.1：了解計(jì)算機(jī)領(lǐng)域常用的軟硬件設(shè)計(jì)及開發(fā)工具、開發(fā)環(huán)境、模擬軟件和設(shè)備的使用原理和方法，并理解其適用范圍和局限性。1.課堂教學(xué)2.課堂討論3.實(shí)驗(yàn)4.課外作業(yè)1.概論2.文法和語言課程目標(biāo)22.掌握編譯的基本工作過程、具備設(shè)計(jì)、開發(fā)和維護(hù)詞法分析、語法分析模塊的能力。指標(biāo)點(diǎn)3.1：能夠針對(duì)計(jì)算機(jī)硬件、計(jì)算機(jī)軟件、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用等領(lǐng)域復(fù)雜工程問題提出解決方案，并論證可行性。在解決方案中體現(xiàn)出創(chuàng)新性。1.課堂教學(xué)2.課堂討論3.實(shí)驗(yàn)4.課外作業(yè)3.詞法分析4.語法分析課程目標(biāo)33.理解編譯系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的配合和設(shè)計(jì)原理，具備開發(fā)較完整的編譯軟件，并調(diào)試軟件錯(cuò)誤的能力。幫助學(xué)生樹立正確的科學(xué)創(chuàng)新認(rèn)識(shí)，掌握科學(xué)創(chuàng)新、編譯系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法。指標(biāo)點(diǎn)3.2：能夠針對(duì)特定需求，進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)，并體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。代的方案，并從可持續(xù)發(fā)展的角度分析工程活動(dòng)過程的影響因素，獲得有效結(jié)論。1.課堂教學(xué)2.課堂討論3.實(shí)驗(yàn)4.課外作業(yè)5.語法制導(dǎo)翻譯和中間代碼生成6.運(yùn)行時(shí)的存儲(chǔ)分配與符號(hào)表組織7.代碼優(yōu)化與代碼生成課程目標(biāo)教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)內(nèi)容課程目標(biāo)1講授第1、2章及作業(yè)1.概論2.文法和語言課程目標(biāo)2講授第3、4章及作業(yè)實(shí)驗(yàn)一（必做部分）3.詞法分析4.語法分析課程目標(biāo)3講授第5、6、7章及作業(yè)實(shí)驗(yàn)一（選做部分）5.語法制導(dǎo)翻譯和中間代碼生成6.運(yùn)行時(shí)的存儲(chǔ)分配與符號(hào)表組織7.代碼優(yōu)化與代碼生成三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求2畢業(yè)要求3課程目標(biāo)1M課程目標(biāo)2MM課程目標(biāo)3M四、課程主要內(nèi)容與基本要求1．概論理解編譯過程、編譯程序的邏輯機(jī)構(gòu)及編譯程序各組成部分的主要功能。這部分是該課程的總體概述，重點(diǎn)掌握編譯過程、編譯程序各組成部分。通過這部分的學(xué)習(xí)，能使學(xué)生了解編譯系統(tǒng)，并能夠?qū)﹂_發(fā)語言的編譯類型和效率進(jìn)行判斷。樹立軟件強(qiáng)國(guó)夢(mèng)，編譯技術(shù)在軟件中的作用，激發(fā)學(xué)生軟件強(qiáng)國(guó)的使命擔(dān)當(dāng)。2．文法和語言理解文法及語言的表示、文法和語言的定義，掌握文法的化簡(jiǎn)和改造及其分析算法等基本知識(shí)。這部分是該課程的基本概念和知識(shí)點(diǎn)基礎(chǔ)，為后續(xù)章節(jié)的詞法分析、語法分析、語法制導(dǎo)翻譯和中間代碼生成奠定基礎(chǔ)。通過這部分的學(xué)習(xí)，能使學(xué)生進(jìn)一步熟悉編譯系統(tǒng)，并能夠?qū)﹂_發(fā)語言的編譯類型和效率進(jìn)行分析。3．詞法分析掌握正規(guī)式、有限自動(dòng)機(jī)的概念及轉(zhuǎn)換，掌握確定性有限狀態(tài)自動(dòng)機(jī)的化簡(jiǎn)，理解詞法分析程序的設(shè)計(jì)原理。這部分是該課程的重要基礎(chǔ)模塊，為后續(xù)章節(jié)的語法分析、語法制導(dǎo)翻譯和中間代碼生成進(jìn)一步奠定基礎(chǔ)。通過這部分的學(xué)習(xí)，能使學(xué)生開始深入編譯系統(tǒng)，并能夠開發(fā)和維護(hù)詞法分析模塊。方舟編譯器的詞法分析。4．語法分析理解自上而下的語法分析，掌握LL文法的基本原理和預(yù)測(cè)分析法。掌握消除左遞歸和提取左公共因子算法。理解自下而上的語法分析，掌握LR（0）、SLR（1），LR（1），LALR（1）分析器的構(gòu)造原理。了解二義文法的分析。這部分是該課程的重要模塊，為后續(xù)章節(jié)的語法制導(dǎo)翻譯和中間代碼生成進(jìn)一步奠定基礎(chǔ)。通過這部分的學(xué)習(xí)，能使學(xué)生深入編譯系統(tǒng)，并能夠開發(fā)和維護(hù)語法分析模塊。方舟編譯器的語法分析。5．語法制導(dǎo)翻譯和中間代碼生成理解語法制導(dǎo)翻譯模式，基本掌握程序設(shè)計(jì)語言中常見語法成分的翻譯(S-屬性文法和L-屬性文法)。這部分是該課程的重要模塊，為后續(xù)章節(jié)的代碼優(yōu)化與代碼生成奠定基礎(chǔ)。通過這部分的學(xué)習(xí)，能使學(xué)生深入編譯系統(tǒng)，并能夠開發(fā)和維護(hù)語法制導(dǎo)翻譯模塊。6．運(yùn)行時(shí)的存儲(chǔ)分配與符號(hào)表組織理解高級(jí)語言的特點(diǎn)對(duì)編譯程序設(shè)計(jì)的影響。理解靜態(tài)存儲(chǔ)管理，簡(jiǎn)單棧式存儲(chǔ)管理和嵌套語句的棧式存儲(chǔ)管理。了解符號(hào)表的組織方法。這部分是該課程的支持模塊，為后續(xù)章節(jié)的代碼優(yōu)化與代碼生成提供條件。通過這部分的學(xué)習(xí)，能使學(xué)生較全面的理解編譯系統(tǒng)，并能夠開發(fā)和維護(hù)有合理存儲(chǔ)組織的編譯程序。方舟編譯器如何組織。7．代碼優(yōu)化與代碼生成了解代碼優(yōu)化基本方法，包括局部?jī)?yōu)化、循環(huán)優(yōu)化。了解寄存器的管理及相應(yīng)的算法。這部分是該課程的高級(jí)模塊，為開發(fā)實(shí)用的編譯程序提供條件。通過這部分的學(xué)習(xí)，能使學(xué)生全面理解編譯系統(tǒng)，并能夠開發(fā)和維護(hù)較完整的編譯程序。鴻蒙系統(tǒng)如何工作。五、課程學(xué)時(shí)安排章節(jié)號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)學(xué)生任務(wù)對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1概論2課程目標(biāo)12文法和語言6完成作業(yè)2.1,2.2,2.3,2.4課程目標(biāo)13詞法分析6完成作業(yè)3.13.23.33.5課程目標(biāo)24語法分析12(6)完成作業(yè)4.14.34.44.6完成實(shí)驗(yàn)1：綜合詞法、語法兩部分內(nèi)容設(shè)計(jì)一個(gè)小型編譯器課程目標(biāo)25語法制導(dǎo)翻譯和中間代碼生成4作業(yè)5.15.25.45.6課程目標(biāo)36運(yùn)行時(shí)的存儲(chǔ)分配與符號(hào)表組織4作業(yè)6.16.26.46.5課程目標(biāo)37代碼優(yōu)化與代碼生成6(2)作業(yè)7.27.37.67.7完成實(shí)驗(yàn)2：綜合詞法、語法和語法制導(dǎo)翻譯三部分內(nèi)容設(shè)計(jì)一個(gè)小型編譯器課程目標(biāo)3六、實(shí)踐環(huán)節(jié)及基本要求序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)基本要求學(xué)生任務(wù)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)類別1實(shí)驗(yàn)一綜合實(shí)驗(yàn)（必做部分）6綜合詞法、語法兩部分內(nèi)容設(shè)計(jì)一個(gè)小型編譯器正確設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)編譯器并運(yùn)行成功綜合性必做2實(shí)驗(yàn)一綜合實(shí)驗(yàn)（選做部分）2綜合詞法、語法和語法制導(dǎo)翻譯三部分內(nèi)容設(shè)計(jì)一個(gè)小型編譯器正確設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)編譯器并運(yùn)行成功綜合性選做注：1.實(shí)驗(yàn)性質(zhì)指演示性、驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性、綜合性等；2.實(shí)驗(yàn)類別指必做、選做等。七、考核方式、成績(jī)?cè)u(píng)定考核內(nèi)容考核方式評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)）占總成績(jī)比例過程考核含到課率、課堂討論發(fā)言、平時(shí)作業(yè)等點(diǎn)名記錄討論發(fā)言記錄作業(yè)批改成績(jī)15%實(shí)驗(yàn)考核操作及實(shí)驗(yàn)報(bào)告操作成績(jī)報(bào)告批改成績(jī)15%期末考核閉卷卷面成績(jī)70%考核類別考查成績(jī)登記方式百分制八、推薦教材與主要參考書（一）推薦教材：1、《編譯原理》（第二版），張素琴、呂映芝、蔣維杜、戴桂蘭著，清華大學(xué)出版社，2011年7月，ISBN：9787302089797。2、編譯原理及實(shí)踐教程（第2版），黃賢英、曹瓊、王柯柯著，清華大學(xué)出版社，2012年3月，ISBN：9787302277439。（二）主要參考書：1、《編譯原理》(原書第2版)，(美)AlfredV.Aho、MonicaS.Lam、RaviSethi、JeffreyD.Ullman著，趙建華、鄭滔、