Fakulta informačních technologií VUT v Brně

Detail předmětu

Formální jazyky a překladače

IFJ Ak. rok 2019/2020 zimní semestr 5 kreditů

Kurs diskutuje formální jazyky a jejich modely. Na bázi těchto modelů objasňuje konstrukci překladačů. Výklad je organizován následovně: (I) Základní pojmy: formální jazyky a jejich modely, gramatiky, automaty; překladače. (II) Regulární jazyky a lexikální analýza: regulární jazyky a výrazy, konečné automaty a převodníky, lexikální analyzátory; Lex; tabulka symbolů. (III) Bezkontextové jazyky a syntaktická analýza: bezkontextové jazyky a gramatiky, zásobníkové automaty a převodníky, syntaktická analýza; deterministická syntaktická analýza, LL gramatiky, deterministická analýza shora dolů (rekurzivní sestup); princip deterministické analýzy zdola nahoru; Yacc. (IV) Sémantická analýza a generování kódu: sémantická analýza, generování vnitřní formy programu, optimalizace, generování cílového kódu.

Garant předmětu

Zástupce garanta předmětu

Jazyk výuky

český

Zakončení

zápočet+zkouška (písemná)

Rozsah

39 hod. přednášky, 13 hod. projekty

Bodové hodnocení

55 zkouška, 20 půlsemestrální test, 25 projekty

Zajišťuje ústav

Přednášející

Cvičící

Stránky předmětu

Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu

Základní obeznámenost s formálními jazyky a jejich modely. Schopnost sestrojit překladač.

Cíle předmětu

Seznámit se s formálními jazyky a jejich modely. Objasnit principy konstrukce překladačů na základě těchto modelů.

Proč je předmět vyučován

Předmět IFJ dává na bakalářské úrovni jasný a ucelený úvod do teorie formálních jazyků a jejich aplikace v informatice. Úvod pokrývá témata zaměřená na formální jazyky a jejich model (především gramatiky a automaty), dále nastiňuje základní myšlenky teorie výpočtu včetně vyčíslitelnosti a rozhodnutelnosti. Pro zdůraznění vazby teorie na praxi je demonstrována aplikace ve zpracování programovacích jazyků a implementaci překladačů.

Předmět IFJ:

  • pokrývá důležité základní koncepty teorie formálních jazyků;
  • vysvětluje, jak jsou jazykové modely využívány při překladu;
  • zaměřuje se na analyzátory programovacích jazyků jako lexikální analyzátor a syntaktický analyzátor postavené na regulárních výrazech, konečných automatech, bezkontextových gr

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

Znalost diskrétní matematiky.

Literatura studijní

  • kopie přednášek (elektronické i papírové)
  • Meduna, A.: Automata and Languages. London, Springer, 2000.
  • Meduna, A.: Elements of Compiler Design. New York, US, Tailor & Francis, 2008.
  • Meduna, A.: Formal Languages and Computation. New York, Taylor & Francis, 2014.

Literatura referenční

  • Parsons, T. W.: Introduction to Compiler Construction. Freeman, New York, 1992.

Osnova přednášek

  1. Formální jazyky.
  2. Překlad jazyků a struktura překladače.
  3. Regulární jazyky a jejich modely: regulární výrazy a konečné automaty.
  4. Lexikální analýza: lexikální analyzátory; Lex; tabulka symbolů.
  5. Bezkontextové jazyky a jejich modely: bezkontextové gramatiky a zásobníkové automaty.
  6. Syntaktická analýza: deterministická syntaktická analýza; FIRST a FOLLOW, LL gramatiky.
  7. Deterministická syntaktická analýza shora dolů: rekurzívní sestup.
  8. Deterministická syntaktická analýza zdola nahoru: jednoduchá precedenční analýza; Yacc.
  9. Sémantická analýza a generování vnitřní formy programu.
  10. Optimalizace.
  11. Generování cílového kódu.
  12. Chomského klasifikace jazyků a korespondující modely.
  13. Poznámky a shrnutí. Předběžná diskuze obsahu navazujícího předmětu VYPe.

Osnova ostatní - projekty, práce

Studenti v rámci týmového projektu (3-4 studenti na tým) implementují překladač/interpret jednoduchého programovacího jazyka (včetně odpovídající dokumentace).

Průběžná kontrola studia

Průběžná kontrola studia probíhá v rámci půlsemestrální zkoušky (20 bodů), u které neexistuje náhradní, ani opravný termín. Dále studenti řeší v průběhu semestru jeden týmový projekt (25 bodů), který je odevzdáván ve stanoveném termínu.

Kontrolovaná výuka

Pokud v průběhu semestru u studenta vyskytne překážka ve studiu (např. nemoc), je třeba tuto překážku řádně ohlásit a doložit.
  • Půlsemestrální písemná zkouška se koná přibližně v polovině semestru bez možnosti náhradního, či opravného termínu (20 bodů). Pokud se student nemohl zúčastnit půlsemestrální zkoušky, může garanta požádat, aby body za půlsemestrální zkoušku byly odvozeny od bodového zisku u prvního termínu zkoušky, kterého se zúčastní. Podmínkou pro přistoupení k tomuto termínu zkoušky je zisk alespoň 12 bodů dohromady ze všech částí projektu.
  • Schopnost aplikace teoretických poznatků ověřuje týmový projekt (25 bodů), kde průběžnou kontrolu provádí studentský vedoucí každého týmu. Při onemocnění většiny členů týmu může tým požádat příslušného učitele o drobné prodloužení termínu pro odevzdání projektu.
  • Na konci semestru se koná závěrečná zkouška (55 bodů) s možností dvou opravných termínů.

Podmínky zápočtu

Udělení zápočtu je podmíněno získáním min. 20 bodů v průběhu semestru, z nichž nejméně 4 body jsou za programovou část projektu.

Rozvrh

DenTypTýdnyMístn.OdDoPSKSkupInfo
Pozkouška2020-01-27 D105 15:0017:50 2BIA 2BIB 3BIT 1. oprava
Útzkouška2020-02-04 A113 E105 G202 17:0019:50 2BIA 2BIB 3BIT 2. oprava
Stpřednáškavýuky E104 E105 E112 11:0013:50 2BIA 3BIT xx
Čtpřednáškavýuky D105 08:0010:50 2BIB 3BIT xx
Čtzkouška2020-01-16 A112 D0206 D0207 D105 E104 E105 E112 G202 09:0011:50 2BIA 2BIB 3BIT řádná

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BIT, 2. ročník, povinný
  • Program IT-BC-3, obor BIT, 2. ročník, povinný
Nahoru