Programovací jazyky a překladače

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra teoretické informatiky

Anotace:

Studenti budou umět základní metody překladu programovacích jazyků. Seznámí se s vnitřními reprezentacemi současných překladačů GNU a LLVM. Naučí se formálně specifikovat překlad textu, který vyhovuje určité syntaxi, do cílové formy a na základě této specifikace vytvořit překladač. Překladačem se zde rozumí nejen překladač programovacího jazyka, ale jakýkoliv jiný program analyzující a zpracovávající text zapsaný v jazyku, který je dán LL vstupní gramatikou.

Požadavky:

The theory of automata and grammars, basic knowledge of programming (C and C++).

Theory of automata and grammars in the scope of BIE-AAG.21, basic knowledge of programming (C and C++).

A prerequisite for enrollment in BIE-PJP.21 is that the student has earned at least credit for BI-AAG.21 in a previous semester.

Osnova přednášek:

1. Struktura překladače, lexikální analyzátor.

2. Deterministická syntaktická analýza shora-dolů: LL syntaktická analýza.

3. [2] Implementace LL analýzy. Vlastnosti LL gramatik.

5. Transformace na LL(1) gramatiky, zotavení se z chyb při LL analýze.

6. Formalismy pro popis syntaxí řízeného překladu a sémantiky: překladové a atributové gramatiky.

7. Jednoprůchodový atributovaný překlad řízený LL analýzou, L-atributové gramatiky, příklady jednoduchých překladů.

8. Vnitřní datové struktury překladače, vnitřní reprezentace.

9. Abstraktní syntaktický strom, tříadresový kód - vnitřní reprezentace překladače GNU.

10. Vnitřní reprezentace překladače LLVM.

11. Příklady jednoduchého překladače.

12. Lokální optimalizace kódu.

13. Další varianty LL syntaktické analýzy.

Osnova cvičení:

1. Návrh a realizace lexikálního analyzátoru.

2. Realizace syntaktické analýzy rekurzívním sestupem.

3. Atributové překladové gramatiky.

4. Překlad do jazyka zásobníkového počítače.

5. Překlad do syntaktického stromu.

6. [2] Konzultace k domácí práci.

Cíle studia:

Předmět obsahuje přehled obecných rysů programovacích jazyků a výklad základních metod jejich implementace. Návrh a programová realizace jednotlivých částí překladače jsou podloženy základní teorií gramatik a automatů. Pro ilustraci metod je zaveden jednoduchý programovací jazyk a navržen a realizován překladač. Dále jsou probrány základní metody implementace datových typů, podprogramů a datových abstrakcí.

Studijní materiály:

1. Aho A.V., Lam M.S., Sethi R., Ullman J.D. : Compilers: Principles, Techniques, and Tools (2nd Edition). Addison Wesley, 2006. ISBN 978-0321486813.

2. Crespi Reghizzi S., Breveglieri L., Morzenti A. : Formal Languages and Compilation (3rd Edition). Springer, 2019. ISBN 978-3-030-04878-5.

3. Scott M. L. : Programming Language Pragmatics (3rd Edition). Morgan Kaufmann, 2009. ISBN 978-8131222560.

4. Wilhelm R., Seidl H., Hack S. : Compiler Design - Syntactic and Semantic Analysis. Springer, 2013. ISBN 978-3642175398.

5. Fischer C. N., Cytron R. C., LeBlanc R. J. : Crafting A Compiler. Addison-Wesley, 2009. ISBN 978-0136067054.

Poznámka:

This course is prezented in Czech.https://courses.fit.cvut.cz/BI-PJP/

Další informace:

https://courses.fit.cvut.cz/BI-PJP/

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Mgr. specializace Počítačová bezpečnost, 2020 (volitelný předmět)
• Mgr. specializace Návrh a programování vestavných systémů, 2020 (volitelný předmět)
• Mgr. specializace Počítačové systémy a sítě, 2020 (volitelný předmět)
• Mgr. specializace Manažerská informatika, 2020 (volitelný předmět)
• Mgr. specializace Softwarové inženýrství, 2020 (volitelný předmět)
• Mgr. specializace Systémové programování, verze od 2020 (volitelný předmět)
• Mgr. specializace Webové inženýrství, 2020 (volitelný předmět)
• Mgr. specializace Znalostní inženýrství, 2020 (volitelný předmět)
• Mgr. specializace Teoretická informatika, 2020 (volitelný předmět)
• Mgr. program, pro fázi studia bez specializace, ver. pro roky 2020 a vyšší (volitelný předmět)
• Bc. specializace Informační bezpečnost, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Manažerská informatika, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačová grafika, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové inženýrství, 2021 (povinně volitelný předmět, volitelný předmět)
• Bc. program, pro fázi studia bez specializace, 2021 (VO)
• Bc. specializace Webové inženýrství, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Umělá inteligence, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Teoretická informatika, 2021 (PS)
• Bc. specializace Softwarové inženýrství, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové systémy a virtualizace, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové sítě a Internet, 2021 (volitelný předmět)
• Study plan for Ukrainian refugees (volitelný předmět)
• Mgr. specializace Systémové programování, verze od 2023 (volitelný předmět)
• Mgr. specializace Teoretická informatika, 2023 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Informační bezpečnost, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. program, pro fázi studia bez specializace, 2024 (VO)
• Bc. specializace Manažerská informatika, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačová grafika, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Softwarové inženýrství, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Webové inženýrství, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové sítě a Internet, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové inženýrství, 2024 (povinně volitelný předmět, volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové systémy a virtualizace, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Umělá inteligence, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Teoretická informatika, 2024 (PS)