《编译原理》教学大纲
编译原理教学大纲
编译原理教学大纲一、引言编译原理是计算机科学中的重要学科之一，它研究程序语言的编写、编译和执行过程。
本教学大纲旨在帮助学生理解并掌握编译原理的基本概念、技术和应用。
通过系统学习编译原理，学生将能够设计和实现高效的编译器，提高程序开发和执行的效率。
二、教学目标1. 理解编译原理的基本概念和原理；2. 掌握常见的扫描和解析技术；3. 学会构建语法分析树和语法制导翻译；4. 理解编译器的优化和代码生成技术；5. 能够使用编译器生成工具进行程序开发。
三、教学内容1. 编译原理概述1.1 编译原理的定义和重要性1.2 编译器的基本结构和工作原理2. 正则表达式与有限自动机2.1 正则表达式的定义和应用2.2 有限自动机的定义和实现3. 词法分析3.1 词法分析的基本概念和任务3.2 正则表达式与有限自动机在词法分析中的应用3.3 词法分析器的设计和实现4. 上下文无关文法与语法分析4.1 上下文无关文法的定义和产生式表示4.2 语法分析的基本概念和任务4.3 自顶向下语法分析和递归下降分析法4.4 自底向上语法分析和LR分析法5. 语义分析5.1 语义分析的基本概念和任务5.2 抽象语法树的构建和遍历5.3 语义检查和类型推断5.4 中间代码生成6. 优化与代码生成6.1 编译器优化的基本原理和方法6.2 中间代码优化技术6.3 目标代码生成和优化7. 符号表管理7.1 符号表的定义和作用7.2 符号表的实现和管理7.3 作用域和命名空间的处理8. 实践项目8.1 实现简单的编译器前端8.2 使用编译器生成工具进行程序开发四、教学方法1. 理论讲授：通过教师讲解，向学生介绍编译原理的基本概念、原理和技术。
2. 示例演示：通过实例和案例分析，展示编译器的设计和实现过程。
3. 实践项目：引导学生参与编译器前端的实现和应用开发，提高实际操作能力。
4. 小组讨论：组织学生进行小组讨论，分享思考和解决问题的经验。
五、评价方式1. 平时作业：包括理论习题、实践代码和文档撰写等，占总成绩的40%。
《编译原理》课程教学提纲
《编译原理》课程教学大纲一、课程的性质与目的本课程是软件工程专业必修的专业核心课。
本课程的教学目的，是使学生在学习程序设计基础及语言和数据结构的基础上，进一步理解程序及程序设计语言的本质，掌握程序词法分析和句法分析的基本原理和方法。
学会构造一个编译程序，用以将一种语言所编写的程序（如，用C语言编写的程序）等价变换为另一种语言所编写的程序（如，用汇编语言编写的程序），并能对变换过程中所生成的中间代码程序及变换所得的程序进行优化，以培养良好的程序设计优化思维，提高学生的编程能力，为学习有关专业课程和进行大型软件实践打下必要的基础。
二、课程内容的教学要求1. 编译原理及编译程序构造引论（1）开设编译原理课程的主要作用：让学生理解开设编译原理课程的意义和作用，编译原理课程在计算机专业课程体系中的地位，学习编译原理课程应采用的方法，编译原理课程知识体系结构，让学生初步认识学习编译原理课程的重要性和潜在的使用价值。
（2）编译程序及其构造过程概述：介绍编译程序的基本含义、作用和结构，简述编译程序构造的基本过程，以让学生形成编译程序构造的总体印象。
2. （程序设计）语言和语法描述（1）语言描述体系结构：了解语言的语法、语义和语用的基本含义及相互作用，掌握描述语言语法的基本方法和过程，使学生清楚语言语法描述应包括由字符构造单词的词法描述，及由单词构造句子的句法描述。
（2）语言和文法的基本概念：掌握语言与文法的相关基本概念，如，串、句子、句型、文法、产生式、推导与归约等，语言文法对语言语法描述的作用，文法的形式化描述方法和过程，Chomsky形式语言文法体系及其在语言语法描述中的应用、特别是正规文法及上下文无关文法在语言语法描述中的应用。
（3）从语言构造文法：了解常见语言句子构造模式，掌握从典型语言句子模式构造对应无 产生式文法的方法，使学生能够理解由语言构造文法的重要性。
（4）语法树、分析树与二义文法：掌握语法树、分析树及二义文法的基本概念，如，语法树、分析树、短语、句柄、二义文法，语法树在语言语法分析过程中的作用，语法树构造方法和过程，二义文法对语言文法的简化描述的作用。
编译原理 教学大纲
编译原理一、课程说明课程编号：390114X10课程名称（中/英文）：编译原理/Compiler Principles课程类别：学科基础课学时/学分：48/3先修课程：C语言程序设计、数据结构、离散数学适用专业：软件工程教材、教学参考书：[1] 程序设计语言编译原理,陈火旺,北京：国防工业出版社，2003[2] Compilers: Principles Techniques, and Tools，Alfred V A, Ravi S, Ulman J D, Addison-Wesley Publishing Company，2003[3] 编译原理（第3版）/“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材,陈意云，张昱编,北京：高等教育出版社，2013二、课程设置的目的意义本课程是软件工程专业一门重要的专业基础课程，它与操作系统构成了程序员与计算机之间的接口，是一个优秀的程序员所必须了解的背景知识。
编译系统是计算机系统软件的重要组成部分,其基本原理和实现技术在软件工程、软件自动化、程序分析等领域都有广泛的应用。
本课程的教学目的在于系统地向学生讲述编译程序的结构及其各组成部分的设计原理与实现技术，使学生掌握编译程序的基本原理、方法和实现技术，更好的理解程序语言的内部机制、理解计算机软硬件系统的基本架构与工作原理，培养学生设计、实现和分析简单编译软件的能力，并能在思维素质方面得到拓展提高，进一步理解计算机学科中解决问题的思路方法。
课程主要讲授：自动机与形式语言基础；词法分析；语法分析；语法制翻译与中间代码生成；中间代码优化等。
在课程教学实践中，注重“理论与实践相结合及创新能力”的培养，使学生既获得专业能力的训练又能了解软件系统的基本结构，掌握软件开发基本方法和技术。
通过实验课程使学生掌握编译领域的基本方法并运用所学方法完成编译器的开发。
三、课程的基本要求通过本课程的学习，学生应掌握高级程序设计语言的编译原理和基本技术、具体设计实现编译程序的基本技能，特别对形式语言和自动机、程序自动生成、语法制导翻译、数据流分析、控制结构分析及优化技术等基本原理和技术等基本原理和技术有较深入的了解。
编译原理教学大纲
编译原理教学大纲一、课程介绍本课程主要介绍编译原理的相关概念、理论和实践技术，旨在培养学生对编译原理的理解和应用能力。
通过本课程的学习，学生将了解到编译器的工作原理、设计流程和实现方法，掌握常见编程语言的词法分析、语法分析、语义分析和代码生成等基本技术。
二、教学目标1. 熟悉编译原理的基本概念和基础知识；2. 掌握编译器的各个模块的设计和实现方法；3. 能够使用现有编译器工具进行编译器开发和优化；4. 培养学生的编程能力、分析问题和解决问题的能力。
三、教学大纲1. 编译原理基础1.1 编译器的作用和概念- 编译过程及其阶段- 编译器的核心功能1.2 语言文法和自动机理论- 正则文法和有限自动机- 上下文无关文法和下推自动机1.3 词法分析- 正则表达式和有限自动机实现词法分析器 - 关键字、运算符、标识符、字面量的识别 2. 语法和语义分析2.1 自顶向下语法分析- LL(1)文法及其分析方法- 预测分析表和递归下降分析2.2 自底向上语法分析- LR(0)文法及其分析方法- SLR(1)文法和LR(1)文法分析2.3 语义分析与语法制导翻译- 语义动作和属性文法- 语法制导翻译的实现方法3. 中间代码生成与优化3.1 中间代码的表示和生成- 三地址码和虚拟机- 递归下降翻译的中间代码生成3.2 基本块和流图- 基本块的概念和划分- 控制流的分析和优化3.3 数据流分析与优化- 活性变量分析- 常量传播和复写传播优化4. 目标代码生成和优化4.1 目标代码生成的基本原理- 寄存器分配和指令选择- 代码布局和指令调度4.2 目标代码优化- 数据流分析在目标代码优化中的应用- 循环优化和内存优化四、教学方法本课程采用理论课与实践相结合的教学方法。
理论课重点讲解编译原理的基本概念和原理，实践课通过编写实际编译器项目，培养学生的编程和问题解决能力。
五、考核方式1. 平时成绩占比：40%包括课堂参与、作业完成情况和实验报告等。
《编译原理》教学大纲
《编译原理》教学大纲一、课程概述编译原理是计算机科学与技术专业的一门重要课程，也是软件工程领域的基础课程之一、本课程通过对编译器的原理和实现技术的学习，使学生掌握编译器的设计和实现方法，培养学生独立解决实际问题的能力。
二、教学目标1.理解编译器的基本原理和工作流程；2.掌握常见编译器的构建方法和技术；3.能够设计和实现简单的编译器；4.培养分析和解决实际问题的能力。
三、教学内容和教学进度1.第一章：引论1.1编译器的定义和分类1.2编译器的基本工作流程2.第二章：词法分析2.1编译器的基本结构2.2词法单元的定义和识别方法2.3正则表达式和有限自动机3.第三章：语法分析3.1语法分析的基本概念3.2语法规则的定义和表示方法3.3自顶向下的语法分析方法3.4自底向上的语法分析方法4.第四章：语义分析4.1语义分析的基本概念4.2属性文法和语法制导翻译4.3语义动作和符号表管理5.第五章：中间代码生成5.1中间代码的定义和表示方法5.2基本块和控制流图5.3三地址码的生成方法6.第六章：优化6.1优化的基本概念和原则6.2常见的优化技术和方法6.3编译器的优化策略7.第七章：目标代码生成7.1目标代码生成的基本原理7.2目标代码的表示方法和存储管理7.3基本块的划分和目标代码生成算法8.第八章：附加主题8.1解释器和编译器的比较8.2面向对象语言的编译8.3并行编译和动态编译四、教学方法1.理论教学与实践相结合，注重教学案例的分析和实践；2.引导学生主动探索，注重培养学生的自主学习能力；3.激发学生的兴趣，鼓励学生提问和讨论。
五、考核方式1.平时成绩：包括课堂测验、作业和实验报告等；2.期末考试：闭卷笔试，主要考查学生对编译原理的理论知识和实践能力的掌握程度。
六、参考教材1.《编译原理与技术》（第2版），龙书，机械工业出版社，2024年2.《现代编译原理-C语言描述》（第2版），谢路云，电子工业出版社，2024年七、参考资源1. 实验环境：Dev-C++、gcc、llvm等2.相关网站：编译原理教学网站、编译器开源项目等八、教学团队本课程由计算机科学与技术学院的相关教师负责教学，具体安排详见教务处发布的教学计划。
《编译原理》教学大纲
《编译原理》教学大纲大纲说明课程代码： 3225003总学时： 64 学时（讲课 48 学时，实验16 学时）总学分： 4课程类别：学科基础课适用专业 : 计算机科学与技术（专业）预修要求： C 语言程序设计、 C++ 程序设计、数据结构课程的性质、任务及地位：《编译原理》是计算机科学与技术专业的一门重要基础课。
通过对该课程的学习，使学生掌握编译过程中的相关原理和编译技术，让学生能初步进行编译程序的开发和维护，同时促进提高学生开发软件的能力。
教学目的与基本要求：本课程的目的，通过向学生讲述编译系统的结构、工作流程及编译程序各部分的设计原理和实现技术，使学生既掌握编译技术理论的基础与基本知识，也具有设计、实现、分析和维护编译程序等方面的初步能力。
本课程理论性较强。
因授课对象为工科学生，所以在强调编译系统的构造原理和实现方法的同时，为培养学生的实际工作能力，通过上机实践进一步加深学生对课堂教学内容的理解。
目的是要使学生牢固掌握相关的基本理论和基本方法，并能初步利用上述理论和方法解决简单实际问题。
教学方法和教学手段的建议：在教学方法上，贯彻理论联系实际、“精讲、多练”的原则，进行案例式、启发式的教学，对于一些实际性较强的问题要多采用课堂讨论等方式，以提高学生的思辨能力和学习的主动性；引导学生读书、理解、体悟、运用相结合；提高学生的学习兴趣与热情，培养与发挥学生的提出、分析及解决问题的能力。
教学手段：运用多媒体教学手段 +黑板 +上机实验的手段。
采取课堂讲授、课堂讨论、课后练习与自学等形式。
大纲的使用说明：大纲对课程性质、目的等作简单说明，同时列出各章节要学习的知识点、重点、难点，便于教学时教授重点的安排和学生自学安排。
大纲正文第一章引论学时： 4 学时（讲课 4 学时，实验 0 学时）了解编译的概念；理解编译程序的各组成部分及功能。
本章讲授要点：介绍程序设计语言与编译程序间的关系，主要内容包括：各级程序设计语言的定义、源程序的执行、编译程序的构造、编译程序的分类、形式语言理论与编译实现技术的联系。
《编译原理》实验教学大纲
《编译原理》实验教学大纲一、实验目的和任务编译原理是计算机科学与技术专业的一门重要课程，它主要研究的是将高级语言程序翻译成机器语言程序的方法和技术。
通过本实验课程的学习，旨在使学生掌握编译原理的基本原理和方法，培养学生对编译器结构与构造技术的专门知识和技能，为学生今后进行编译器设计与实现打下基础。
二、实验设备和工具1.计算机和相关硬件设备2. 编程语言的开发环境，如C/C++或Java三、实验内容1.实验一：词法分析器设计与实现a)实验目的：学习词法分析器的原理和设计方法，掌握正则表达式、DFA和NFA的转换方法。
b)实验任务：i.设计并实现一个词法分析器的原型，能够正确地识别出给定的程序中的词法单元。
ii. 使用给定的正则表达式设计并实现识别给定程序中的关键字、标识符、常量等的词法分析器。
2.实验二：语法分析器设计与实现a)实验目的：学习语法分析器的原理和设计方法，掌握上下文无关文法和LR分析表的构造方法。
b)实验任务：i.学习并理解上下文无关文法和LR分析表的构造方法。
ii. 设计并实现一个简单的递归下降语法分析器。
3.实验三：语义分析器设计与实现a)实验目的：学习语义分析器的原理和设计方法，掌握语义动作的定义和处理方法。
b)实验任务：i.学习并理解语义分析器的原理和设计方法。
ii. 设计并实现一个简单的语义分析器，能够对给定的程序进行语义分析和语义动作的处理。
4.实验四：中间代码生成器设计与实现a)实验目的：学习中间代码生成器的原理和设计方法，掌握中间代码的生成和优化方法。
b)实验任务：i.学习并理解中间代码生成器的原理和设计方法。
ii. 设计并实现一个简单的中间代码生成器，能够将给定的程序翻译成中间代码。
5.实验五：目标代码生成器设计与实现a)实验目的：学习目标代码生成器的原理和设计方法，掌握目标代码的生成和优化方法。
b)实验任务：i.学习并理解目标代码生成器的原理和设计方法。
ii. 设计并实现一个简单的目标代码生成器，能够将中间代码翻译成目标代码。
《编译原理》课程教学大纲
编译原理课程教学大纲（Compi1ingPrincip1e）学时数：48学时其中：实验学时：8课外学时：0学分数：3适用专业：计算机科学与技术一、课程的性质、目的和任务本课程是计算机专业的一门学科基础课程，既是一门理论性、实验性、技术性很强的课程，又是理论与实践紧密结合的课程。
本课程的主要任务是介绍程序设计语言编译程序构造的基本原理和设计方法。
通过本课程的学习，使学生掌握和理解编译的基本过程，各个编译阶段的功能与常用的一些设计方法和技巧。
二、课程教学的基本要求（一）编译器的基本结构；（二）文法与语言的基本知识；（三）自动机的相关理论学习与应用（四）各个编译过程的设计方法与技巧：（五）编译器实现中所用相关算法及编码、分析。
三、课程的教学内容、重点及难点第一章编译概述（2学时）一、教学内容（一）翻译与编译程序；（二）编译过程概述；（三）编译程序的基本结构；（四）编译程序的组合；第二章文法和语言的基本知识（2学时）一、教学内容（一）文法的概念；（二）符号和符号串；（Ξ）文法和语言的形式定义；（四）文法的类型；（五）上下文无关文法及其语法树；（六）句型的分析；第三章词法分析与有穷自动机（7学时）一、教学内容（一）词法分析程序的功能；（二）单词的描述与输出形式；第四章语法分析（12学时）一、教学内容（一）确定自顶向下分析思想；（二）11（I）文法的判别；（≡）不确定自顶向下分析思想；（四）确定的自顶向下分析方法（递归子程序和预测分析法）；（五）自底向上优先分析法概述；（六）算符优先分析法；（七）1R（O）分析；第五章语法制导翻译技术和中间代码生成（4学时）一、教学内容（一）语法制导翻译的基本思想；（二）中间语言的形式；（三）算术表达式与布尔表达式到四元式的翻译；控制语句的翻译；数组元素引用和赋值，第六章符号表的组织与管理（2学时）一、教学内容（一）符号表的作用和地位；（二）符号的主要属性及作用；（三）符号表的组织；符号表的管理.第七章代码优化（2学时）一、教学内容（一）优化概述：（二）局部优化；（三）控制流分析和循环优化；第八章运行时的存储组织与管理（2学时）一、教学内容（一）数据空间的三种不同使用方法和管理方法；（二）简单的栈式存储分配的实现；（三）堆式存储分配；第九章目标代码生成（2学时）一、教学内容（一）代码生成重点考虑的问题;（二）假想计算机模型分析；（三）简单代码生成器分析；第十章并行编译技术基本常识（2学时）一、教学内容（一）并行编译技术简介;（二）向量语言编译技术;（Ξ）共享存储器并行机并行编译技术简介等。
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《编译原理》教学大纲
适用专业：软件工程专业
总学时：（讲授/理论40学时，实验/技术/技能0学时，上机/课外实践0学时）
先修课程：《C语言程序设计》、《离散数学》、《汇编语言程序设计》、《数据结构》
（一）本课程地位、性质和任务
《编译原理》课程是计算机专业学生的一门重要专业基础课，通过本课程学习，使学生掌握编译程序的一般构造原理，包括语言基础知识、词法分析程序设计原理和构造方法。
各种语法分析技术和中间代码生成符号表的构造、代码优化、并行编译技术常识及运行时存储空间的组织等基本方法和主要实现技术。
使学生掌握编译程序构造的基本原理、设计方法和实现技术，具有设计、实现、分析和维护编译程序德方面的基本技能，为今后从事应用软件和系统软件的开发打下一定的理论和实践基础。
它有一定的理论性，尤其是本课程的知识与计算机应用中很多领域有紧密联系与广泛应用。
了解与掌握本课程的基本内容将有利于学生提高专业素质和适应社会多方面需要的能力。
培养学生掌握构造编译程序的基本原理与设计方法，为培养计算机语言与大型应用程序的开发人才打下良好的基础。
（二）课程教学的主要内容及基本要求
第1章概述
1.1程序设计语言与编译程序
1.2编译过程和编译程序的结构
1.3编译程序的设计
1.4编译程序的发展及应用
第2章高级语言设计基础
2.1符号和符号串
2.2文法与语言
2.3高级语言的设计
2.4语言设计实例
第3章词法分析
3.1词法分析的任务和功能
3.2词法分析器的设计
3.3正规文法、正规式与有穷自动机
3.4词法分析程序的自动生成
第4章语法分析
4.1语法分析概述
4.2自上而下的语法分析
4.3自下而上的语法分析
4.4语法分析器的自动生成工具YACC
4.5语法分析程序中的错误处理
第5章语义分析和中间代码生成
5.1概述
5.2属性文法和语法制导的翻译
5.3常见语句的语法制导的翻译
5.4Sample语言语法制导的翻译程序的设计
第6章运行时存储空间的组织
6.1程序执行时的活动
6.2程序执行时的存储器组织
6.3静态存储分配
6.4栈式存储分配策略
6.5堆式存储分配
第7章代码优化
7.1概述
7.2局部优化
7.3循环优化
第8章目标代码生成
8.1概述
8.2目标机器
8.3简单的代码生成算法
8.4从DAG生成目标代码
8.5Sample代码优化及目标代码生成器的设计
本课程的教学大纲是按编译程序的设计流程顺序展开的。
着重研究了编译程序的设计原理和方法。
本课程的基本要求是：
（1）熟悉编译程序的功能及编译程序的工作过程。
（2）掌握词法分析程序的设计原理和构造方法。
（3）熟练地掌握各种语法分析程序的设计技术。
（4）基本掌握常见语法成份翻译成中间代码的方法。
（5）了解静态和动态存储分配技术及实现局部优化、循环优化的基本思想和方法。
具有实现编译程序的初步能力。
（三）教学环节及学时分配
教学环节说明：本课程总学时为36学时，教学环节包括讲课，其学时分配见表。
（四）选用教材及参考书目
1、《编译原理及实践教程（第2版）》，黄贤英、曹琼、王柯柯，清华大学出版社，2012.03
2、参考教材：
《编译原理及实现》. 姜淑娟等.清华大学出版社
《编译原理及编译程序构造》. 张莉等.清华大学出版社
《编译原理》. 毛红梅、严云洋 .清华大学出版社
（五）考核方式及成绩构成
本课程为考查课程，考核采用闭卷形式或者完成论文方式。
在总成绩中，
平时成绩占30％，考试成绩占70％。
（六）说明：
本大纲编写参照软件工程专业软件开发方向培养方案制定。
编制人：审核人：审核时间：。