Detail předmětu

Formální jazyky a překladače

FIT-IFJAk. rok: 2021/2022

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.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. RNDr. Alexandr Meduna, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav informačních systémů (UIFS)

Výsledky učení předmětu

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

Prerekvizity

Znalost diskrétní matematiky.

Způsob a kritéria hodnocení

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.

Závěrečná písemná zkouška (55 bodů): Pro získání bodů ze závěrečné písemné zkoušky je nutné zkoušku vypracovat tak, aby byla hodnocena nejméně 20 body. V opačném případě bude zkouška hodnocena 0 body.

Učební cíle

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

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

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.

Prerekvizity a korekvizity

Doporučená literatura

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.
Meduna, A.: Formal Languages and Computation. New York, Taylor & Francis, 2014.
Parsons, T. W.: Introduction to Compiler Construction. Freeman, New York, 1992.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-BC-3 bakalářský

    obor BIT , 2 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program BIT bakalářský 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Zbyněk Křivka, Ph.D.
prof. RNDr. Alexandr Meduna, CSc.
Ing. Ivana Burgetová, Ph.D.

Osnova

  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.

Projekt

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Dominika Klobučníková
Ing. Zuzana Beníčková
Ing. Dominika Regéciová
Ing. Martin Tomko
Mgr. Adam Kövári
Ing. Bohuslav Křena, Ph.D.
Ing. Zbyněk Křivka, Ph.D.

Osnova

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