===== Описание курса =====

=== Цели и задачи ===

**Цель курса:** Формирование системных знаний о теории формальных языков и автоматов с акцентом на практическое применение в разработке компиляторов и языковых процессоров.

**Компетенции:**

**Знать:**

  - Иерархию Хомского и классы формальных грамматик
  - Принципы работы детерминированных и недетерминированных автоматов  
  - Методы синтаксического анализа (LL, LR, рекурсивный спуск)
  - Архитектуру компиляторов и трансляторов

**Уметь:**

  - Проектировать грамматики для предметно-ориентированных языков
  - Реализовывать лексические и синтаксические анализаторы
  - Генерировать промежуточное представление кода
  - Использовать ANTLR4 и LLVM для построения трансляторов

**Владеть:**

  - Навыками работы с современными инструментами языковой разработки
  - Методами оптимизации и генерации кода
  - Техниками отладки языковых процессоров

=== Структура курса ===

^ Раздел ^ Лекции ^ Лабы ^ Практ. ^ Сам. раб. ^
| **Раздел 1:** Регулярные языки и конечные автоматы | 7 | 4 | 3 | 7 |
| **Раздел 2:** КС-грамматики и МП-автоматы | 7 | 4 | 3 | 7 |
| **Раздел 3:** Синтаксический анализ | 7 | 4 | 3 | 7 |
| **Раздел 4:** Практика трансляции | 7 | 4 | 3 | 7 |
| **Итого** | **28** | **16** | **12** | **28** |

=== Содержание разделов ===

==== Раздел 1: Регулярные языки и конечные автоматы ====

**Теория:**
  - Формальные языки и грамматики
  - Конечные автоматы (ДКА/НКА) 
  - Регулярные выражения
  - Минимизация и преобразование автоматов

**Практика:**
  - Реализация сканеров на ANTLR4
  - Генерация лексических анализаторов
  - Оптимизация регулярных выражений

==== Раздел 2: КС-грамматики и МП-автоматы ====

**Теория:**
  - Контекстно-свободные грамматики
  - Автоматы с магазинной памятью
  - Нормальные формы (Хомского, Грейбах)
  - Свойства КС-языков

**Практика:**
  - Проектирование грамматик для DSL
  - Построение нисходящих парсеров  
  - Обработка синтаксических ошибок

==== Раздел 3: Синтаксический анализ ====

**Теория:**
  - LL(1) и LR(1) анализ
  - Рекурсивный спуск
  - Табличные методы разбора
  - Абстрактные синтаксические деревья

**Практика:**
  - Реализация парсеров на ANTLR4
  - Построение и обход AST
  - Семантический анализ

==== Раздел 4: Практика трансляции ====

**Теория:**
  - Архитектура компиляторов
  - Промежуточные представления
  - Генерация кода
  - Оптимизации

**Практика:**
  - Интеграция с LLVM
  - Генерация native-кода
  - Создание предметно-ориентированных языков

=== Инструментарий ===

==== Основные инструменты ====

**ANTLR4**
  - Генерация лексеров и парсеров
  - Поддержка множества целевых языков
  - Интеграция с системами сборки

**LLVM** 
  - Промежуточное представление LLVM IR - //Intermediate Representation//
  - Кросс-платформенная генерация кода
  - Оптимизации на уровне IR

**DeepSeek** (контролируемое использование)
  - Анализ и рефакторинг кода
  - Генерация шаблонов реализаций
  - Помощь в отладке сложных конструкций

=== Оценочные материалы ===

==== Формы контроля ====

  * **Лабораторные работы:** 40%
  * **Практические задания:** 20% 
  * **Экзамен?:** 40%

==== Вопросы для подготовки ====

  - Иерархия Хомского: классы и их характеристики
  - ДКА и НКА: эквивалентность и преобразования
  - Регулярные выражения и их применение в лексическом анализе
  - КС-грамматики: свойства и нормальные формы
  - Синтаксический анализ: LL(1) vs LR(1)
  - Построение AST и семантический анализ
  - Генерация кода с использованием LLVM
  - Оптимизации на разных этапах компиляции

=== Литература ===

==== Основная ====

  - //Теренс Парр// - "The Definitive ANTLR 4 Reference"
  - //Крис Латтнер// - "LLVM Essentials" 
  - //Альфред Ахо и др.// - "Компиляторы: принципы, технологии и инструменты"

==== Дополнительная ====

  - Официальная документация ANTLR4
  - LLVM Tutorial и Language Reference
  - Статьи по построению DSL и языковых процессоров

----
[[gram:main|← Назад]] | [[gram:labs|Лабораторные работы →]]