МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный университет»

Новокузнецкий институт (филиал)

Факультет информационных технологий

Рабочая программадисциплины

(ОПД.Ф.05) ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ И МЕТОДЫ

ТРАНСЛЯЦИИ

для специальности 010501.65 Прикладная математика и информатика специализаций 010211 «Системное программирование», 010202 «Математическое моделирование»

Новокузнецк 2013 Рабочая программа дисциплины ОПД.Ф.05 ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ И МЕТОДЫ ТРАНСЛЯЦИИцикла ОПД составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования второго поколения по специальности 010200 – Прикладная математика и информатика, утвержденному 23 марта 2000 г., номер государственной регистрации 199 ЕН / СП для специализаций «Системное программирование» и «Математическое моделирование»

Автор (ы) Старший преподаватель кафедры САУ Погула В.В.

Рецензент (ы) Рабочая программа дисциплины обсуждена на заседании кафедры систем автоматизации управления Протокол № 5 от « 14 » января 2013г.

Заведующий кафедрой _ И.А. Жибинова (подпись) Рабочая программа одобрена методической комиссией факультета информационных технологий Протокол № от « 15 » января 5 2013г.

Председатель методической комиссии Н.Б. Ермак (подпись) Пояснительная записка Выписка из государственного образовательного стандарта (ГОС) высшего профессионального образования Специальность 010200 Прикладная математика и информатика Квалификация — математик, системный программист ОПД.Ф.05 Основные понятия языков программирования; синтаксис, семантика, формальные способы описания языков программирования; типы данных, способы и механизмы управления данными; методы и основные этапы трансляции; конструкции распределенного и параллельного программирования.

Цели и задачи дисциплины Цель и задачи дисциплины - обучить студентов современным принципам, моделям и методам, используемым при проектировании языковых процессоров, а также средствам и приемам программирования, технике создания программных продуктов высокого качества, использованию инструментальных средств отладки и тестирования программ, основным принципам трансляции программ, конструирования трансляторов.

Полученные знания используются в дальнейшем в других дисциплинах специальности, курсовом и дипломном проектировании.

Важная роль в программе отводится алгоритмизации, программированию, овладению персональным компьютером на профессиональном уровне.

При определении порядка изучения материала желательно придерживаться принципа "от простого - к сложному, от примера - к обобщению".

В результате изучения курса студент должен знать:

Основные понятия языков программирования;

принципы работы технических и программных средств в информационных системах;

состав и назначение систем программирования, программных продуктов, языков программирования и способов их описания;

Синтаксис, семантику, формальные способы описания языков программирования;

Типы данных, способы и механизмы управления данными;

Методы и основные этапы трансляции;

Конструкции распределенного и параллельного программирования;

Теоретические занятия проводятся в форме лекций. Большую, во многом определяющую роль в курсе имеет комплекс лабораторных работ, главной задачей которого является обучение студентов в процессе их самостоятельной работы на компьютерах, получение навыков применения современных информационных систем для решения различных профессиональных задач. Основное внимание уделяется освоению студентами современных компьютерных технологий на материале проблемной среды из области их будущей профессиональной деятельности.

Внеаудиторные занятия включают самостоятельное изучение основной и дополнительной литературы по курсу, выполнение индивидуальных заданий с использованием компьютерных систем программирования, изучение периодической печати, самостоятельную работу на компьютере.

Текущий контроль – опросы, контрольные работы и защита лабораторных работ с демонстрацией на компьютере.

Параллельно с данной дисциплиной изучается дисциплина «Практикум на ЭВМ (Языки программирования и методы трансляции)», в рамках которой проводится компьютерный практикум по соответствующим разделам данной рабочей программы.

Учебно - тематический план рабочей программы учебной Синтаксис, семантика, формальные способы описания языков Методы и основные этапы трансляции. Формальные грамматики и распознающие автоматы проверка выполнения индивидуальных заданий во время лабораторных работ, Содержание частей, разделов и тем курса Тема 1. Основные понятия и концепции языков программирования Парадигмы языков программирования. Критерии оценки языков программирования.

Тема 2. Типы данных, способы и механизмы управления данными.

Объекты данных в языках программирования. Механизмы типизации. Время жизни переменных. Область видимости переменных. Типы данных. Выражения и операторы присваивания. Структуры управления на уровне операторов. Подпрограммы.

Тема 3. Синтаксис, семантика, формальные способы описания языков программирования Определение синтаксиса языка. Описание контекстных условий. Описание динамической семантики.

Тема 4. Методы и основные этапы трансляции. Формальные грамматики и распознающие автоматы Трансляция и компиляция. Этапы трансляции. Формальные грамматики и языки.

Конечные автоматы и преобразователи. Автоматы и преобразователи с магазинной памятью.

Тема 5. Методы синтаксического анализа Общие методы синтаксического анализа. LL(k)-грамматики. LR(k)-грамматики.

Грамматики предшествования.

Тема 6. Формальные методы описания и реализации синтаксически управляемого перевода Промежуточные формы представления программ. Формальные методы описания перевода. Разработка и реализация синтаксически управляемого перевода.

Тема 7. Конструкции распределенного и параллельного программирования.

программирования. Основные конструкции.

Содержание практических занятий Тема 3. Синтаксис, семантика, формальные способы описания языков программирования Практическое занятие №1 Описание синтаксиса операторов различных языков программирования.

Тема 4. Методы и основные этапы трансляции. Формальные грамматики и распознающие автоматы Практическое занятие №2. Преобразования грамматик.

Практическое занятие №3 Построение конечных автоматов.

Практическое занятие №4 Построение автоматов с магазинной памятью.

Практическое занятие №5 Контрольная работа Тема 5. Методы синтаксического анализа Практическое занятие №6 Построение анализаторов по данной грамматике.

Практическое занятие №7 Построение управляющих таблиц для КС - грамматик.

Тема 6. Формальные методы описания и реализации синтаксически управляемого перевода Практическое занятие №8Представление выражений в ПОЛИЗ, графически, тетрадах и триадах.

Содержание лабораторных занятий Тема 2. Типы данных, способы и механизмы управления данными.

Лабораторная работа №1-2 Разработка программ наязыкаC++, Pascal, содержащих различные типы данных.

Тема 4. Методы и основные этапы трансляции. Формальные грамматики и распознающие автоматы Лабораторная работа №3-4 Построение распознавателя комментариев языков С и С++ с использованием автоматной модели.

Лабораторная работа №5Построение распознавателя числовых констант языков С и С++ с использованиемнормальной формы Бэкуса-Наура и детерминированных конечных автоматов Тема 5. Методы синтаксического анализа Лабораторная работа №6 Построение лексического анализатора Тема 6. Формальные методы описания и реализации синтаксически управляемого перевода Лабораторная работа №7-8 Реализация алгоритма рекурсивного спуска Примерная тематика контрольных работ.

Формальные способы описания языков программирования. Формальные грамматики и распознающие автоматы 3. Учебно-методические обеспечение дисциплины Основная литература Опалева, Э. А. Языки программирования и методы трансляции [Текст] : учебное пособие для вузов. / Э.А. Опалева. – Санкт-Петербург : БХВ-Петербург, 2005. - 480 с. Гриф УМО "Рекомендовано".

Дополнительная литература Голицына О. Л.Языки программирования : Учебное пособие / О.Л. Голицына, Т.Л.

Партыка, И.И. Попов. - М.: Форум: ИНФРА-М, 2008. - 400 с.: ил.; 60x90 1/16. Профессиональное образование). Режим доступа:

http://www.znanium.com/bookread.php?book= 4. Формы текущего, промежуточного и рубежного контроля Формы и порядок проведения контроля. Критерии оценки знаний студентов.

Знания и умения студентов проверяются при текущем, промежуточном и рубежном контроле оцениваются на «отлично», «хорошо», «удовлетворительно», «неудовлетворительно» в соответствии с указаниями ГОС (по всем дисциплинам и практикам, включенным в учебный план высшего учебного заведения, должна выставляться итоговая оценка по шкале - отлично, хорошо, удовлетворительно, неудовлетворительно или зачтено, не зачтено).

– оценки «отлично» заслуживает студент, обнаруживший всестороннее, систематическое и глубокое знание учебно-программного материала, умение свободно выполнять задания, предусмотренные программой, усвоивший основную и знакомый с дополнительной литературой, рекомендованной программой. Как правило, оценка «отлично» выставляется студентам, усвоившим взаимосвязь основных понятий дисциплины в их значении для приобретаемой специальности.

– оценки «хорошо» заслуживает студент, обнаруживший полное знание учебно–программного материала, успешно выполняющий предусмотренные программой задания, усвоивший основную литературу. Как правило, оценка «хорошо»

выставляется студентам, показавшим систематический характер знаний по дисциплине и способным к их самостоятельному пополнению и обновлению в ходе дальнейшего обучения в вузе и в будущей профессиональной деятельности.

– оценки «удовлетворительно» заслуживает студент, обнаруживший знание основного учебно–программного материала в объеме, необходимом для дальнейшего обучения, выполняющего задания, предусмотренные программой, знакомый с основной литературой, рекомендованной программой. Как правило, оценка «удовлетворительно» выставляется студентам, допустившим погрешности в ответе на экзамене и при выполнении экзаменационных заданий, но обладающим необходимыми знаниями для их устранения под руководством преподавателя.

– оценка «неудовлетворительно» выставляется студенту, имеющему пробелы в знаниях основного учебно–программного материала, допустившему принципиальные ошибки в выполнении предусмотренных программой заданий. Как правило, оценка «неудовлетворительно» выставляется студентам, которые не могут продолжить обучение или приступить к профессиональной деятельности по окончании вуза без дополнительных знаний по дисциплине.

программирования;

распознающие автоматы Формальные грамматики и программирования.

(*) Вопросы для изучения теоретического материала смотреть в списке вопросов к зачету и экзамену. Теоретический материал и задачи для самостоятельной работы можно найти в учебном пособии из основной литературы.

Вопросы к экзамену:

Тема 1. Основные понятия и концепции языков программирования 1. Императивные языки 2. Языки функционального программирования 3. Декларативные языки 4. Объектно-ориентированные языки 5. Критерии оценки языков программирования:

5.1. Понятность 5.2. Надежность 5.3. Гибкость 5.4. Простота 5.5. Естественность 5.6 Мобильность 5.7 Стоимость Тема 2. Типы данных, способы и механизмы управления данными.

6. Объекты данных в языках программирования:

6.2. Константы 6.3. Переменные 7.Механизмы типизации.

8. Время жизни переменных.

9. Область видимости переменных.

10. Типы данных.

11. Выражения и операторы присваивания.

12. Структуры управления на уровне операторов.

13. Подпрограммы.

Тема 3. Синтаксис, семантика, формальные способы описания языков программирования 14. Определение синтаксиса языка.

14.1. Форма Бэкуса-Наура 14.2. Синтаксические диаграммы Вирта.

15. Описание контекстных условий.

16. Описание динамической семантики:

16.1. Грамматические модели 16.2. Операционная семантика 16.3. Аксиоматическая семантика 16.4. Денотационная семантика Тема 4. Методы и основные этапы трансляции. Формальные грамматики и распознающие автоматы 17. Трансляция и компиляция.

18. Этапы трансляции.

19. Формальные грамматики и языки.

20. Конечные автоматы и преобразователи.

21. Автоматы и преобразователи с магазинной памятью.

Тема 5. Методы синтаксического анализа 22. Общие методы синтаксического анализа.

23. LL(k)-грамматики.

24. LR(k)-грамматики.

25. Грамматики предшествования.

Тема 6. Формальные методы описания и реализации синтаксически управляемого перевода 26. Промежуточные формы представления программ.

27. Формальные методы описания перевода.

28. Разработка и реализация синтаксически управляемого перевода.

Тема 7. Конструкции распределенного и параллельного программирования.

29. Основные подходы к реализации распределенного и параллельного программирования.

30. Основные конструкции.

Примерный вариант контрольной работы 1. Опишите синтаксис раздела описаний переменных и массивов типа real, integer, char языка Pascal 2. Определите синтаксис условного оператора if языка С, в котором условия задаются с помощью отношений, а в качестве операторов, выполняемых в зависимости от значений условий, можно использовать только операторы присваивания. Правой частью операторов присваивания являются арифметические выражения, составленные из простых переменных и констант целого типа, круглых скобок и знаков арифметических операций:

сложения, вычитания, умножения и деления. Приоритет операций обычный.

3. Построить детерминированный конечный автомат по автоматной грамматике.

Определить язык, допускаемый конечным автоматом 4. Определить детерминированный конечный преобразователь, преобразующий последовательность действительных чисел без знака в формате с фиксированной точкой (число не может начинаться и заканчиваться десятичной точкой) в последовательность целых чисел, полученную из входной последовательности путем отбрасывания дробной части (разделитель между элементами последовательности – запятая, последовательность заканчивается символом #).