《编译技术》课程教学大纲

英文名称：Compiler Technology

课程类型：学科基础课

学时/学分：56/3.5

适用专业：计算机科学与技术

一、课程性质、目的和任务

编译技术是计算机科学与技术专业重要的学科基础课之一，目的是使学生掌握编译程序的相关理论知识；理解编译程序构造的一般原理；了解编译程序的基本设计方法和主要实现技术。其任务是让学生掌握编译程序的相关概念和一般原理；掌握词法分析和语法分析的常用分析方法；理解编译程序翻译高级语言的原理和翻译过程，把学生培养成为知识面宽、动手能力强的适应社会发展和需要的高级应用型人才。

二、教学基本要求

1．编译程序概述

了解语言处理程序的含义及种类；理解编译程序的工作原理；掌握编译程序的相关概念及各组成部分的功能。

2．词法分析

了解词法分析器的任务；理解有限自动机的理论；掌握正规式的定义和状态转换图的表示方法。

3．语法分析

了解语言和文法的知识；理解上下文无关文法的定义和产生式的含义；掌握自上而下和自下而上两种分析方法。

4．语义分析概述

了解符号表的操作及完善过程；理解语义分析的概念和静态语义分析的内容；掌握正下而上语法制导翻译的语义分析方法。

5．运行时存储空间的组织和管理

了解动态存储分配策略；理解参数传递的种类和方法；掌握过程的定义方法、名字的作用域及其引用规则。

6．中间代码生成

了解分支语句和控制语句的中间代码表示及翻译方法；理解赋值语句和布尔表达式的中间代码表示及翻译方法；掌握后缀表示，语法树和三地址代码的中间表示方法。

7．目标代码生成

了解指令的选择、寄存器的分配方法和目标机器的指令系统；理解指令代价的计算方法和流图的概念及表示方法；掌握目标程序的种类和特点、基本块的定义及表示方法。

三、课程内容

1．编译程序概述

1．1编译程序的概念

1．2编译程序的组成

重点：翻译程序和编译程序的概念

难点：词法分析程序和语法分析程序的分析方法，

2．词法分析

2．1词法记号及属性

2．2词法记号的描述与识别

2．3有限自动机

重点：词法记号和词法单元等相关概念，NFA和DFA的构成及表示方法

难点：NFA到DFA的转换方法

3．语法分析

3．1上下文无关文法

3．2语言和文法

3．3自上而下分析

3．4 自下而上分析

3．5 LR分析器

重点：终结符、非终结符和推导的含义，非递归预测分析方法，用栈实现移进—归约分析，LR 分析器的工作原理；

难点：模式的含义和产生式的表示，文法左递归的消除方法，LL（1）文法，LR分析方法。4．语义分析

4．1 语义分析概述

4．2 符号表

重点：自下而上语法制导翻译的语义分析的原理，符号表的概念及内容；

难点：自下而上语法制导翻译的语义分析方法，符号表的操作及完善过程。

5．运行时存储空间的组织和管理

5．1 局部存储分配策略

5．2 全局存储分配策略

5．3 非局部名字的访问

5．4 参数传递

重点：过程的定义和局部数据的存储安排，静态分配的含义及分配方法，参数的值调用方法；

难点：名字的作用域，动态分配，参数的引用调用方法。

6．中间代码生成

6．1 中间代码的种类

6．2声明语句的翻译

6．3赋值语句的翻译

6．4布尔表达式及控制语句的翻译

重点：后缀表示和三地址代码，赋值语句的文法，布尔表达式的中间代码翻译；

难点：翻译时变量地址的计算方法，赋值语句的翻译方法，控制语句的翻译方法。

7．目标代码生成

7．1目标代码生成器设计中的的问题

7．2 目标机器

7．3基本块和流图

重点：目标代码和种类和特点，指令系统，基本块和流图的含义和划分方法；

难点：指令选择和寄存器的分配方法，指令代价的计算。

四、实验（上机）内容及要求

实验题目：词法分析程序的设计

实验目的：通过完成词法分析程序，了解词法分析的过程，加深对词法分析原理的理解。

实验内容及要求：用C语言编写一个词法分析程序，使其完成词法分析的功能。学生可以通过上网等方式查阅词法分析程序的相关资料，进一步理解词法分析程序的工作原理和分析过程。

源程序进行词法分析后，将形成内部输出形式。

实验步骤：1、设计主要数据结构。

2、设计程序结构和算法。

3、编码实现

4、程序调试和实例测试。

五、教学环节学时分配

六、选用教材及参考教材

1．教材

编译原理．陈意云，张昱．高等教育出版社，2003．

2．参考教材

编译程序构造原理和实现技术．金成植．高等教育出版社，2000．

七、说明

1．修订大纲的指导思想

教学大纲必须体现课程建设的指导思想，是组织教学过程及安排教学任务的基本依据。因此，按照教育部《普通高等学校计算机基础教育教学基本要求（本科）》，在遵循国家教育部有关文件精神的基础上，对大纲进行了修订。新的教学大纲注重突出整体优化的原则，提高学生的科学素养，将实践能力和创新精神的培养融为一体，使其符合基本的教学规律和社会、经济、科学技术发展的要求，实现我们的培养目标。

2．本课程与其它课程的联系

先行课：高级程序设计语言（C / PASCAL）、汇编语言、数据结构

后续课：软件工程

3.教学方式与教学方法的具体改革措施

本课程以课堂讲授为主，结合上机实践，注意培养学生的自学能力与动手实践能力，提高程序设计水平。实践环节建议在C语言环境下，学生能通过上网查阅等方式，查找有关词法分析的相关资料，编写出相应程序，然后进行程序的调试，实现词法分析和语法分析的功能。

4．在教学过程中，课堂讲授多采用CAI辅助教学形式和启发式的教学方式，从调动学生自身学习的积极性、引导学生主动思考问题、强调知识的连贯性等方面入手，进而使学生在完成相关内容学习的同时，还可提高学生计算机专业素质，培养学生的抽象思维能力。