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文本内容:
《编译原理》课程教学大纲
一、课程概述
二、课程简介《编译原理》课程是计算机科学与技术专业的一门重要专业课,也是该专业的必修主干课程之-O该系列课程用于逐渐提高计算机科学与技术学科所要求学生具有的使用计算机进行问题求解、软件设计及实现等基本能力课程以形式语言为理论基础,通过对编译理论和技术的讲授,向学生介绍程序设计语言编译程序构造的基本原理和设计方法,内容包括文法和语言、词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、存储管理、代码优化和目标代码生成、符号表管理和出错处理等通过本课程的学习,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,熟悉编译过程和编译程序的结构,理解各类分析器构造技术,掌握高级程序语言的一般结构和主要共同特征在讲解词法分析、语法分析、语义分析各大环节具体问题时,带领学生讨论问题、分析问题、解决问题和得到求解方法等进程,了解和初步掌握“理论-抽象-设计-实现”制作软件的四个过程,以达到自觉应用的目的,着力培养学生的抽象思维能力、严密的逻辑推理能力和解决实际问题的能力基于课程特点和认知规律,以学生思想方法启迪和思维能力培养为着眼点,深度融合课程思政到课程教学中,将方法论和辩证思维融入编译的原理、技术和实现,引领知识传授、能力培养和价值塑造,提升课程的思想内涵和教学高度
三、课程目标课程目标1:理解编译的基本原理和实现过程,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,熟悉编译过程和编译程序的结构,理解各类分析器构造技术,掌握高级程序语言的一般结构和主要共同特征(支撑毕业要求指标点
1.4)课程目标2:强化学生数字化、算法、模块化等专业核心意识,对自顶向下、自底向上、递归求解、模块化等典型方法的掌握,培养其包括功能划分、多模块协调、形式化描述、程序实现等在内的复杂系统设计实现能力培养学生选择适当的模型,以形式化的方法描述语言及其翻译子系统,将它们用于系统设计与实现的能力(支撑毕业要求指标点
2.4)课程目标3:能运用基本原理,借助文献研究,分析过程的影响因素,确定最优方案和技术路线,获得解决问题的有效的结论(支撑毕业要求指标点
3.4)课程目标4:使学生对编译原理知识能够深入的学习,并且能够追踪、掌握国内外计算机领域的新技术,能够自主学习,不断提升自身能力以适应技术和社会发展(支撑毕业要求指标点
12.1)
四、课程目标对毕业要求指标点的支撑表4-1课程目标对毕业要求指标点的支撑矩阵注:支撑矩阵的元素之和课程毕业要求矩阵的权值贡献保持一致
五、教学内容及实施手段表5・1教学内容与进度要求表5-2课程实施手段表5・3实验/上机部分教学内容与进度要求
六、课程思政高等教育的立身之本在于立德树人,要坚持把立德树人作为中心环节,课程思政是新时代立德树人的一个立意高远的创新课程思政逐渐成为教育界的理论和实践热点2020年5月教育部印发了《高等教育课程思政建设指导纲要》,使课程思政建设成为一门课程的必要内容任何教育都要回答三个问题“为谁培养人”、“培养怎样的人”和“怎样培养人《编译原理》积极主动呼应国家要求,从思政内容和思政案例进行具体规划设计,如表6-1和6-2表6-1课程思政内容表6-2课程思政具体案例
七、考核及成绩评定1考核方法本课程考核采用如下方式,即总成绩=课堂参与*10%+课后作业*10%+小组研讨*10%+实验考评*10%+期末考试火60%其中除期末考试之外的部分统称为平时成绩考核环节-课程目标及权重如表7-1所示表各考核方式及权重占比分配表2考核内容及评价标准
①期末考试占总成绩的60%闭卷考试,考试时间120分钟,成绩采用百分制,卷面成绩总分100分,考试范围包括所有课程目标具体考试时间安排在期末考试周由教务处统一通知
②课堂参与占总成绩的10%同时结合随机点名考勤和互动,每缺一次扣5%扣完10%为止,无故缺勤3次以上者取消本门课程的考核资格课堂测试具体评分标准如表7-2所示表7-2部分课堂参与评价标准
③课后作业占总成绩的10虬本门课程每章均布置作业,布置次数不低于5次,每次作业的占比均分,根据学生作业是否按时上交、是否独立完成以及作业完成准确性与可读性评分作业具体评分标准如表7-3所示表7-3课后作业评价标准
④小组研讨占总成绩的10%o根据学生课堂回答问题和小组讨论课上表现评分,每次课堂通过小型答辩完成;汇报小组按照学号轮流方式进行,采用组内推荐方式确定具体汇报人评分按查阅文献情况、团队协作、素材准备、问题分析、现场叙述交流和回答问题情况等进行评价小组讨论主题由任课老师根据教学内容针对每章拟定,评价方式如表7-4所示表7-4小组讨论评价方式表
⑤实验成绩占总成绩的10%分为五个实验,针对目标
1、
2、
3、4进行考核,每个实验100分,计算平均值,评价方式如表7-5所示表7-5实验成绩评定标准
⑥按照工程教育认证标准和学校人才培养要求,考核以学生能力是否有效达成为基准为保障学生课程培养能力的达成,规定期末考试卷面成绩低于45分(不含45分)总评成绩一律为不及格
⑦考核周期为一个学年为使评价结果尽快反馈给各个教学环节,促使各个教学环节尽快改进,保证教学效果的快速提升,课程考核成绩评价每学年进行1次
⑧考核依据《计算机与电气工程学院课程目标达成评价实施办法》文件进行
八、课程质量评价和持续改进课程结束后由课程责任人以定量和定性评价方法,针对具体课程目标形成文字或图表形式的报告,针对学生个体和整体的学习成果评价并对相关问题进行分析,•课程目标达成与课程在培养学生解决复杂工程问题能力的具体环节任务的达成相关性分析;对以上各薄弱环节进行原因分析,提供持续改进建议,并由学院教学指导委员会进行审核针对学生个体和整体的课程目标评价方法如下
(1)面向整体学生的课程目标达成评价课程目标评价值二I每个学生课程目标评价值/学生总人数
(2)针对学生个体的课程目标达成评价学生个体的课程目标评价值二(W各考核环节所得分数X权重值)/课程目标总分值
(3)针对学生课程目标未达成者通过优秀学生与其沟通交流及任课教师进一步专题辅导改进;整体达成度较差部分,任课教师通过抽查与学生交流、分析问题,作进一步教学内容及方法的改善
九、教材与主要参考资料.教材:
[1]王生原等主编,《编译原理(第3版)》,清华大学出版社,2015年6月第3版
[2]莫礼平等主编,《编译原理学习指导》,冶金工业出版社,2012年1月第1版.教学参考书目⑴李劲华等主编,《编译原理》,复旦大学出版社,2014年11月第2版
[2]陈英等主编,《编译原理》,清华大学出版社,2009年10月第1版课程名称编译原理英文名称Compilationprinciple课程性质专业必修课课程代码22124021总学时48学时(理论32+实验16)学分
3.0开课学期第六学期先修课程高级程序设计语言、离散数学、数据结构、计算机组成原理适用专业计算机科学与技术开课单位计算机与电气工程学院毕业要求毕业要求指标点课程目标目标1目标2目标3目标41工程知识
1.4能将相关知识用于计算机应用系统解决方案的对比,并进行优化改进
0.22问题分析
2.4能运用数学、自然科学、工程基础与专业知识的基本原理,通过文献研究,分析相关的各种因素,获得解决问题的有效的结论
0.23设计/开发解决方案
3.4能在设计中综合考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等非技术因素
0.312终身学习
12.1能认识到计算机技术发展的快速性及应用领域的多样性和必要性,具有自主学习和终身学习的意识
0.2章节小节内容要求具体要求学生成果目标学时第1章算法引论
1.1编译程序概述认知编译程序的基本过程、逻辑结构;现代编译器的生成方法•编译程序包含的各个组成部分了解编译程序的地位;编译程序的逻辑结构;编译过程的各个部分的任务
1、
421.2编译程序的逻辑结构L3编译过程的各个组成部分第2章文法和语言
2.1文法的直观描述理解文法和语言的形式化定义•语法树、短语和句柄;推导和规约型、1型、2型、3型文法;文法的二义性;文法和语言的分类;自顶向下和自底向上掌握文法、推导、句型、句子及语言的形式定义;掌握短语、直接短语和句柄的概念;掌握使用语法树进行二义性文法判别的方法;掌握基于Chomsky分类法的四型文法区别
1、
2、
422.2符号和符号串
2.3文法和语言的形式定义
22.4文法的类型
2.5上下文无关文法及其语法树
22.6句型分析第3章词法分析
3.1词法分析程序的设计认知词法分析程序的概念及其设计原则了解词法分析程序的概念及其设计原则
1、
2、
3、
413.2单词的描述工具理解正规文法、正规式及正规式和正规文法二者等价性掌握正规式、正规文法及正规式和正规文法的相互转换方法
13.3有穷自动机理解确定的有穷自动机DFA和不确定的有分自动机NFA的定义;NFA转换为等价的DFA;DFA化简方法掌握NFA和DFA区别;掌握NFA确定化为DFA的方法;掌握DFA的化简方法2正规式和启穷自动机的等价性正规文法和有穷自动机的等价性理解正规式、正规文法与NFA相互转换方法掌握正规式、正规文法与NFA相互转换的方法2第4章自顶向下语法分析
4.1确定的自顶向下语法和不确定的自顶向下语法分析思想理解语法分析任务和常见语法分析方法的基本思想掌握不确定的自顶向下分析方法及递归子程序方法的基本思想
1、
2、
3、
424.2LL⑴文法的判别求解FIRST和FOLLOW集、SELECT集的求法,LL1文法的判别掌握提取左公共因子和消除左递归;掌握LL1文法的判别4第5章自底向上优先分析自底向上优先分析方法概述简单优先分析法理解简单优先分析和直观算符优先分析方法的基本思想;算符优先分析器的构造原理;算符优先函数的构造方法,以及算符优先函数的优缺点了解简单优先分析和直观算符优先分析方法的基本思想,掌握算符优先关系表的构造方法12342直观算符优先分析法算符优先文法的定义2算符优先关系表的构造算符优先分析算法优先函数2第6章
6.1LR分析概述可归前缀和子前缀、识别活前缀的有限自动机,以及活前缀及可归前缀的一般计算方法了解LR分析方法的基本思想
1、2LR分析
6.2LR类分析法LRO、SLR、LR⑴、LALR理解
2、
3、44序号课程目标采用手段具体目标1课程目标1采用多媒体课件、电子教案、传统教学方法和线上教学辅助结合提高效率,增强教学的直观性和课堂教学的信息量2课程目标2以课堂教学为主,理论教学、案例教学、问题驱动与课后作业相结合强化学生工程观点的建立和工程分析能力的培养3课程目标3小组讨论采用启发式教学,通过学生协作、自主学习的答辩模式进行让学生自主分工、查阅资料、研究分析与制作汇报,培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力4课程目标4采用文献综述形式及时了解计算机及应用领域的最新理论、技术及国际前沿发展动态,具有不断学习和适应计算机技术快速发展的能力序号实验/上机项目实验内容与方法实验类型学时必做/选做课程目标1简单词法分析程序设计设计一个对PASCAL语言常量说明语句进行词法分析的简单程序,并用C、C++、Java或Python语言编程实现验证3必做
1、
2、
3、42LL1语法分析程序设计设计一个对给定文法进行LL1语法分析的程序,并用C、C++、Java或Python语言编程实现验证3必做
1、
2、
3、43算符优先语法分析程序设计设计一个对给定文法进行算符优先语法分析的程序,并用C、C++、Java或Python语言编程实现验证3必做
1、
2、
3、44LR0语法分析程序设计设计一个对给定文法进行LR0语法分析的程序,并用C、C++、Java或Python语言编程实现设计3必做
1、
2、
3、45基于语法制导翻译的表达式转换编译器设计设计一个将中缀表达式转换为后缀表达式的完整编译器设计4必做L
2、
3、4
①慎后立行,自强不息面对专业知识不妄言,积极投入实践,坚持持之以怛不断学习,保持科学观和实事求是精神
②为善去恶,团结协作保持平和、宽容的心去对人做事,互相关心,互相爱护,互相帮助课程思政教学内容
③积极进取,坚忍不拔富有探索进取的工作态度,做事认真吃苦耐劳,工作严谨精益求精,热爱本专业学习
④追求真理,经世致用将所学到的知识用于社会实践,用实际的行动来检验真理
⑤忠诚守信,谦虚礼让人与人之间,养浩然正气,将心比心,以情交情,以诚求诚序号所属章节/案例名称案例教学目标思政元素1第1章第1讲编译程序的过程能够结合编译程序的地位,理解编译过程的各个环节,编译任务的主要内容慎言立行,自强不息布置学习任务,要求学生诚实守信完成•培养学生对编译领域的兴趣和爱好,鼓励学生在该领域探索进取,热爱本专业2第2章第2讲文法和语言学习文法和语言的推导规约过程,形成对应的语法树,结合语言的丰富特性,构造不同的文法,作为规则的使用标准忠诚守信,谦虚礼让通过和说实际使用语言的方式相类比,介绍助语言和文法的发展,培养学生友爱、宽容的心,让学生在设计系统中领会并形成精益求精的态度3第2章第5讲状态转换图利用工程实际应用中所需要的状态转换图来引导学生开智,求解计算机中的逻辑推理问题,如何创建模型逐步求解,最后达成目标追求真理,经世致用:通过词法分析的过程状态转换图例子对学生进行思想政治引导,多思考勤学,刻苦认真琢磨,找到求解问题的好办法4第3章第15讲LL⑴预测分析法通过求解FIRST和FOLLOW集构造预测分析表,结合具体文法和相关句子来展现自顶向下的分析过程,体会其中设计构造复杂系统的严密精准特性积极进取,坚忍不拔工匠精神——严谨的治学,认真的演练,刻苦用功的付出,千锤百炼才能炼的真金5第3章第18讲LR语法分析利用语法分析设计的分析表,求解构造的各个坏书详细的探讨步骤等各个层面来感受科学技术的精妙和魅力为善去恶,团结协作通过每一层次环节的知识点储备,设计构造精美准确的语法分析过程,了解每一步骤的重要性所在,体会团结协作的精神,进一步延伸到生活日常要友善团结才能走向成功占比%项目名称课程目标考核环节及成绩占比%课程目标成绩占比%课堂参与10%课后作业10%小组研讨10%实验考评10%期末考试60%课程目标142221010课程目标224421230课程目标32222820课程目标422241040考核方式成绩比例合计%1010101040100课程目标考核内容90-10080-8970-79(中)60-69(及0-59优良格不及格正确理解编译较好地理解编译原理的理解编译原理基本理解编译原理的各个部分的基7rT-h台2幺土木夕]原理的各个部分的的各个部分的各个部基本功能,结基本功能,结正规式的分的基构较为清晰,构基本清晰,基本清晰表述基本完整;基本理解文法和语言,掌握正规式能够进行文法与状态装换图之间的转换,NFA转换为DFA结果基本正确,步骤基本完整描述,文本功能,表述比较完表述比较完法与状态结构清整,•较好地理整;基本理解转换图的晰,表述解文法和语文法和语言,结果大部分目标1互换,NFA与完整;正确理解言,掌握正规式,能够进行掌握正规式,能够进行文法不正确,表述不完整DFA的转文法和文法与状态与状态装换图换及其最语言,掌装换图之间之间的转换,小化握正规的转换,NFANFA转换为式文法转换为DFADFA结果部分与状态结果大部分正确,步骤部装换图之间的正确,步骤较为完整分完整转换.NFA转换为DFA结果正确,步骤清晰目标2画语法树,求解FIRST和FOLLOW集,LL1分析过程,SLR语法分析过程掌握LL1分析法、LR0分析法、SLR分析法、LR⑴分析法中的基本理论,正确构造各种分析表,解决特定的具体问题,构造结构正确,分析结论准确,论述清晰给出的解决方法正确,算法正确,结论符合判断较好地掌握LL⑴分析法、LR0分析法、SLR分析法、LR⑴分析法中的基本理论,较好地构造各种分析表,解决特定的具体问题,构造结构比较正确,分析结论比较准确,论述比较清晰,给出的解决方法比较正确,算法可行,结论比较符合判断大部分掌握U⑴分析法、LRO分析法、SLR分析法、LR⑴分析法中的基本理论,可以构造各种分析表,解决特定的具体问题,构造结构大部分正确,分析结论大部分准确,论述大部分清晰,给出的解决方法大部分正确,算法大部分可行,结论大部分符合判断基本掌握LL⑴分析法、LRO分析法、SLR分析法、LR1分析法中的基本理论能够构造各种分析表解决特定的具体问题构造结构基本正确,分析结论基本准确,论述大部分清晰,给出的解决方法基本正确,算法基本可行结论基本符合判断结果大部分不正确,表述不清楚,步骤不完整考核内容优秀90-100分良好80-89分中等70-79分及格60-69分不及格60分以下作业按时足量提交90%以上的概念与计算正确,方案合理,书写清晰、规范按时足量提交80%以上的概念与计算正确,方案较合理,书写比较清晰、规范缺量提交,70%以上的概念与计算正确,方案基本合理,书写基本清晰、规范补交,60%以上的概念与计算正确,方案不够合理,书写不够清晰、规范不交作业考核内容比例优良中差素材准备15%12-159-116-80-5团队协作15%12-159-116-80-5问题分析25%21-2514-208-130-7报告交流25%21-2514-208-130-7问题回答20%16-2011-156-100-5课程目标评分标准(分)90-100(优)80-89(良)70-79(中)60-69(及格)0-59(不及格)1234实验操作步骤正确实验报告完整(包括实验预习、数据处理分析)实验操作步骤较正确、实验预习较完整、准确,数据处理及讨论较正确在同学、老师的帮助下完成实验步骤,数据处理及讨论较正确实验过程记录不够详细,分析、讨论不够得当,实验结论不够合理未做实验或未交实验报告。