编译原理课程设计教学大纲
《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。
编译原理课程教学大纲教案
编译原理课程教学大纲教案《编译原理》课程教案一、课程基本信息课程编号：10134045课程类别：专业课适用于专业：计算机科学与技术学分：理论教学学分3学分总学时：48学时其中理论学时：48学时；实验学时：0学时先修成课程：c语言程序设计、数据结构、汇编语言程序设计时程课程：课程简介：本课程就是计算机专业的一门很关键的专业课，主要了解编程理论基础知识，词法分析、自上而下语法分析、优先分析法、自下而上语法分后法、中间代码生成、代码优化和目标代码生成的基本理论和基础知识。
主要教学方法与手段：课堂多媒体课件结合黑板板书。
教材：1．薛联凤、秦振松，《编程原理及编译程序结构》（第二版），东南大学出版社，2021。
选修书目：1．吕映芝、张素琴等编著，《编译原理》，清华大学出版社，2021。
2．陈火旺等编著，《程序设计语言与编译原理（第3版）》，国防工业出版社，20213．张幸儿，《计算机编程理论》（第三版），科学出版社，2021。
二、课程总目标：本课程教学目标是使学生理解编译的基本理论知识和实现方法，了解自动机语言的形式化定义、编译技术的各种概念以及具体实现过程的方法。
从形式语言理论角度讨论词法分析和语法分析技术，为学生将来从事系统软件开发打下良好的基础。
三、课程教学内容与教学要求1、教学内容与学时分配课程总学时：64学时，其中讲授学时：48学时；实验(上机)学时：16学时第1页共8页教学内容与学时分配建议如下表中：学时分配序序教学章节名称教学章节名称号谈实号课验第六章lr分析法及分析1第一章讲义26程序自动结构第七章语法制导译者并2第二章编程基础知识47产生中间代码第八章运转时数据区的3第三章词法分析68管理4第四章自上而下语法分析69第九章中间代码优化1第十章目标代码生成5第五章优先分析法602、教学要求：合计学时分配讲实课验8824248第一章引论（2学时）教学目标：介绍编译程序与高级程序设计语言的关系；编程和表述的概念;编译程序的几个阶段所顺利完成的任务及撰写编译程序的主要方法；认知编程理论和课堂教学结合的重要性；掌控编程的各个阶段及其主要任务教学内容：第一节程序设计语言与编程一、程序设计语言二、编译的概念三、编译的过程第二节编译程序概述一、词法分析二、语法分析三、中间代码生成四、优化五、目标代码生成六、表格与表格管理七、失效处置八、不下第三节编译程序的构造第2页共8页一、编译程序的生成方法二、编译程序的设计方法教学要求：重点介绍编译的概念;编译的几个阶段及其所需完成的任务。
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。
c语言编译原理课程设计
c语言编译原理课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握C语言的编译原理，理解编译器的基本工作原理和编译过程，能够使用编译器进行C语言程序的编写和调试。
具体来说，知识目标包括掌握编译器的基本组成部分，了解词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化和目标代码生成的基本原理和方法；技能目标包括能够使用编译器进行C语言程序的编写、编译和调试，能够理解和分析编译器生成的汇编代码和目标代码；情感态度价值观目标包括培养学生的编程兴趣和主动性，提高学生的问题解决能力和创新精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括C语言的编译原理和编译器的设计与实现。
具体来说，教学大纲如下：1.编译器的基本概念和组成部分2.词法分析的基本原理和方法3.语法分析的基本原理和方法4.语义分析的基本原理和方法5.中间代码生成和代码优化的基本原理和方法6.目标代码生成的基本原理和方法7.C语言程序的编译和调试方法三、教学方法本课程的教学方法主要包括讲授法、案例分析法和实验法。
具体来说，将采用以下方法进行教学：1.讲授法：通过讲解和演示的方式，使学生掌握编译原理的基本概念和方法。
2.案例分析法：通过分析典型的编译器设计和实现案例，使学生理解和掌握编译器的设计和实现技巧。
3.实验法：通过上机实验，使学生能够实际操作编译器，掌握C语言程序的编写和调试方法。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
具体来说，将采用以下教学资源进行教学：1.教材：《C语言编译原理》（英文版），作者：Alfred V. Aho,Monica S. Lam, Ravi Sethi, Jeffrey D. Ullman。
2.参考书：《编译原理》（中文版），作者： Alfred V. Aho, Monica S.Lam, Ravi Sethi, Jeffrey D. Ullman。
3.多媒体资料：包括课件、教学视频和案例分析资料。
《编译原理》课程设计教学大纲
《编译原理》课程设计教学大纲揭金良2006．10．201 目的通过课程设计，将《编译原理》的相关理论和技术运用到软件开发中，提高学生的应用程序设计能力，提高分析问题、解决问题的能力。
2 内容利用编译原理的某种思想或方法，设计一个应用程序，实现的具体内容自拟（见下面的选题指导）。
3 要求进行简单的需求分析、设计说明，写出程序结构框架，阐明设计思路、用到的原理和方法。
程序规模适中，着重于内核功能。
4 估计时间总共时间2.5周(150学时)，其中：1.讲课2学时；2.上机48学时调试；3.其余非上机时间由同学自行安排分析、检查问题、绘制流程图、写相关文档，最后集成设计（实验）报告并自行打印。
5 过程指导5．1 选题通过平时积累，找到适合于自己的应用或某种软件功能，该应用能利用编译原理中的某些理论。
题目大小适中。
参考题目如下：1 表达式计算器表达式计算器：这是一款算术表达式计算程序，通过输入表达式达到计算的目的，可代替目前普遍使用的计算器。
使用了编译原理中的词法分析、算符优先分析等。
根据功能的不同可分为：⑴无符号整数表达式计算器：输入无符号整数表达式，输出结果。
难度：较难。
工作量：中等。
⏹整数表达式计算器：考虑负数。
难度：较难。
工作量：中等。
⏹定点实数表达式计算器：难度：较难。
工作量：中等。
⏹通用表达式计算器：考虑1.23e-2的形式输入。
难度：难。
工作量：中等。
⑵函数表达式计算程序：这是一款能计算函数值的实用程序，输入含有自变量x的函数表达式被接受后，可接着输入自变量x的值，输出函数值y的值。
使用了词法分析、算符优先分析。
根据功能的不同可以分为：⏹多项式函数计算程序：只处理多项式函数，如f(x)=x^3+x^2+5等。
难度：较难。
也可设计成其他专用函数计算程序，如幂函数计算、三角函数计算等。
但要避免出现不同用，如不要设计成仅能处理f(x)=2^x的幂函数，因为这样的函数利用普通编程就能实现，无法体现编译原理。
编译原理课程设计教案
编译原理课程设计教案一、课程简介1.1 课程背景编译原理是计算机科学与技术领域的基础课程，旨在培养学生对编译器设计和实现的理解。
通过本课程的学习，学生将掌握编译器的基本原理、构造方法和实现技巧。
1.2 课程目标（1）理解编译器的基本概念、工作原理和分类；（2）熟悉源程序的词法分析、语法分析、语义分析、中间代码、目标代码和优化等基本过程；（3）掌握常用的编译器构造方法和技术；（4）能够设计和实现简单的编译器。
二、教学内容2.1 词法分析（1）词法规则的定义和描述；（2）词法分析器的实现方法；（3）词法分析在编译器中的作用和重要性。
2.2 语法分析（1）语法规则的定义和描述；（2）语法分析树的构建方法；（3）常用的语法分析算法及其特点。
2.3 语义分析（1）语义规则的定义和描述；（2）语义分析的方法和技巧；（3）语义分析在编译器中的作用和重要性。
2.4 中间代码（1）中间代码的定义和表示；（2）中间代码的方法和策略；（3）中间代码在编译器中的作用和重要性。
2.5 目标代码和优化（1）目标代码的方法和技巧；（2）代码优化的方法和策略；（3）目标代码和优化在编译器中的作用和重要性。
三、教学方法3.1 讲授法通过讲解编译原理的基本概念、理论和方法，使学生掌握编译器的设计和实现技巧。
3.2 案例分析法分析实际编译器的设计和实现案例，使学生更好地理解编译原理的应用。
3.3 实验法安排实验课程，让学生动手设计和实现简单的编译器组件，提高学生的实际操作能力。
3.4 小组讨论法组织学生进行小组讨论，培养学生的团队合作精神和沟通能力。
四、教学评价4.1 平时成绩包括课堂表现、作业完成情况和小测验成绩，占总评的30%。
4.2 实验成绩包括实验报告和实验演示，占总评的30%。
4.3 期末考试包括理论知识考核和实际操作考核，占总评的40%。
五、教学资源5.1 教材推荐使用《编译原理》教材，为学生提供系统、全面的学习资料。
5.2 课件制作精美、清晰的课件，辅助课堂教学。
《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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<vardecl>→var <id>{,<id>}
<proc>→procedure <id>（[<id>{,<id>}]）;<block>{;<proc>}
<body>→begin <statement>{;<statement>}end
<statement>→<id> := <exp>
编译原理课程设计通过要求学生完成设计一个实际的程序语言的编译系统，旨在加深对程序语言结构和机器处理方式的理解，初步掌握高级语言到机器指令转换的基本方法，提高工程设计的基本技能及分析、解决实际问题的能力，为毕业设计和以后的工程实践打下良好的基础。
具体的，该课程设计教学目标对毕业要求指标点的支撑如下。
毕业要求
STO：将运行栈S的栈顶内容送入某个变量单元中，A段为变量所在说明层中的相对位置。
JMP：无条件转移，这时A段为转向地址（目标程序）。
JPC：条件转移，当运行栈S的栈顶的布尔值为假（0）时，则转向A段所指目标程序地址；否则顺序执行。
OPR：关系或算术运算，A段指明具体运算，例如A=2代表算术运算“＋”；A＝12代表关系运算“>”；A＝16代表“读入”操作等等。运算对象取自运行栈S的栈顶及次栈顶。
<integer>→d{d}
注释：
<prog>：程序 ；<block>：块、程序体 ；<condecl>：常量说明 ；<const>：常量；<vardecl>：变量说明 ；<proc>：分程序 ； <body>：复合语句 ；<statement>：语句；<exp>：表达式 ；<lexp>：条件 ；<term>：项 ； <factor>：因子 ；<aop>：加法运算符；<mop>：乘法运算符； <lop>：关系运算符。
进一步说明：
INT：为被调用的过程（包括主过程）在运行栈S中开辟数据区，这时A段为所需数据单元个数（包括三个连接数据）；L段恒为0。
CAL：调用过程，这时A段为被调用过Байду номын сангаас的过程体（过程体之前一条指令）在目标程序区的入口地址。
LIT：将常量送到运行栈S的栈顶，这时A段为常量值。
LOD：将变量送到运行栈S的栈顶，这时A段为变量所在说明层中的相对位置。
课程设计教学大纲
课程编号
开课学院
计科院
开课系
软件工程
课程名称
中 文
编译原理课程设计
课程类别
必修课
英 文
Compiler PrinciplesCourseDesign
课程学时
总学时
理论教学
实验教学
上 机
其它
1周
课设简介：（要求简要描述课设的性质及专业地位，扼要概述课设包含的主要内容）
编译原理课程设计是计算机科学与技术专业的一门重要的实践性教学课程。课程设计的主要内容包括：词法分析、语法分析、语义分析及中间代码的产生，对中间代码的解释执行，以及相关的符号表的管理和出错处理。
教学纲要：
编译原理课程设计通过实现PL/0语言的编译器，巩固和加深对编译原理的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。培养学生选用参考书，查阅手册及文献资料的能力。培养独立思考、深入研究、分析问题、解决问题的能力。能够清晰地讲解系统实现的主要思路，能够正确地回答课设检查中提出的问题。能够按要求编写课程设计报告书，能正确阐述设计和实验结果，正确绘制系统和程序框图。通过课程设计，培养学生严肃认真的工作作风。
<exp>→[+|-]<term>{<aop><term>}
<term>→<factor>{<mop><factor>}
<factor>→<id>|<integer>|(<exp>)
<lop>→=|<>|<|<=|>|>=
<aop>→+|-
<mop>→*|/
<id>→l{l|d} （注：l表示字母）
假想目标机的代码
LIT 0 ，a 取常量a放入数据栈栈顶
OPR 0 ，a 执行运算，a表示执行某种运算
LOD L ，a 取变量（相对地址为a，层差为L）放到数据栈的栈顶
STO L ，a 将数据栈栈顶的内容存入变量（相对地址为a，层次差为L）
CAL L ，a 调用过程（转子指令）（入口地址为a，层次差为L）
|if <lexp> then <statement>[else <statement>]
|while <lexp> do <statement>
|call <id>[（<exp>{,<exp>}）]
|<body>
|read (<id>{，<id>})
|write (<exp>{,<exp>})
<lexp>→<exp> <lop> <exp>|odd <exp>
课程设计题目
一个PASCAL语言子集（PL/0）编译器的设计与实现
PL/0语言的BNF描述（扩充的巴克斯范式表示法）
<prog>→program <id>；<block>
<block>→[<condecl>][<vardecl>][<proc>]<body>
<condecl>→const <const>{,<const>}
INT 0 ，a 数据栈栈顶指针增加a
JMP 0 ，a无条件转移到地址为a的指令
JPC 0 ，a 条件转移指令，转移到地址为a的指令
RED L ，a 读数据并存入变量（相对地址为a，层次差为L）
WRT 0 ，0 将栈顶内容输出
代码的具体形式：
其中：F段代表伪操作码
L段代表调用层与说明层的层差值
A段代表位移量（相对地址）
指标点
课设教学目标
2.问题分析
2.1 能够针对一个系统或者过程进行抽象分析与识别，选择或建立一种模型抽象表达，并进行推理、求解和验证。
目标1：对PL/0语言进行分析，根据课设要求对编译的主要阶段进行抽象，主要必须建立词法分析模型、语法分析模型。
3.设计/开发解决方案
3.4 在充分理解计算机软硬件及系统的基础上，能够设计针对计算机领域复杂工程问题的解决方案，设计或开发满足特定需求和约束条件的软硬件系统、模块或算法流程，并能够进行模块和系统级优化。
目标2：根据课程设计要求，进行系统设计，系统开发，编写测试源程序对构造的编译器进行测试和完善。
10.沟通
10.3能够就计算机领域复杂工程问题与业界同行及社会公众通过撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令等方式进行有效沟通与交流。
目标3：能够清晰地讲解系统实现的主要思路，能够正确地回答课设检查中提出的问题，能够就课设过程及课设结果撰写较为规范的课程设计报告，清晰表达设计思路、出现的问题及解决方法。