Detail předmětu
Formální jazyky a překladače
FIT-IFJAk. rok: 2024/2025
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.
Odkazy
- Veřejné stránky předmětu (v privátní části jsou snímky (CZ i EN) k přednáškám a pomocné materiály k projektu)
- E-learning stránky pro ZS 2024/25 (Moodle, privátní, pouze v češtině) pro podporu projektu a poskytování dalších materiálů k předmětu
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.
- 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 gramatikách a zásobníkových automatech
Podmínky zápočtu
Udělení zápočtu je podmíněno získáním min. 20 bodů v průběhu semestru, z nichž nejméně 4 body jsou za programovou část projektu.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Znalost diskrétní matematiky.
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Průběžná kontrola studia probíhá v rámci půlsemestrální zkoušky (17 bodů), u které neexistuje náhradní, ani opravný termín. Dále studenti řeší v průběhu semestru jeden týmový projekt (28 bodů), který je odevzdáván ve stanoveném termínu. Podmínky zápočtu: Udělení zápočtu je podmíněno získáním min. 20 bodů v průběhu semestru, z nichž nejméně 4 body jsou za programovou část projektu.
Pokud se 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 (17 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 (28 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 tří termínů.
Učební cíle
Seznámit se s formálními jazyky a jejich modely. Objasnit principy konstrukce překladačů na základě těchto modelů.
Základní obeznámenost s formálními jazyky a jejich modely. Schopnost sestrojit překladač.
Prerekvizity a korekvizity
- doporučená prerekvizita
Diskrétní matematika
Doporučená literatura
Elearning
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
- Formální jazyky.
- Překlad jazyků a struktura překladače.
- Regulární jazyky a jejich modely: regulární výrazy a konečné automaty.
- Lexikální analýza: lexikální analyzátory; Lex; tabulka symbolů.
- Bezkontextové jazyky a jejich modely: bezkontextové gramatiky a zásobníkové automaty.
- Syntaktická analýza: deterministická syntaktická analýza; FIRST a FOLLOW, LL gramatiky.
- Deterministická syntaktická analýza shora dolů: rekurzívní sestup.
- Deterministická syntaktická analýza zdola nahoru: jednoduchá precedenční analýza; Yacc.
- Sémantická analýza a generování vnitřní formy programu.
- Optimalizace.
- Generování cílového kódu.
- Chomského klasifikace jazyků a korespondující modely.
- Poznámky a shrnutí. Předběžná diskuze obsahu navazujícího předmětu VYPe.
Projekt
Vyučující / Lektor
Osnova
Studenti v rámci týmového projektu (3-4 studenti na tým) implementují překladač jednoduchého programovacího jazyka (včetně odpovídající dokumentace a obhajoby).
Elearning