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

Компетенции:

Знать:

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

Уметь:

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

Владеть:

1. Навыками работы с современными инструментами языковой разработки
2. Методами оптимизации и генерации кода
3. Техниками отладки языковых процессоров

Теория:

1. Формальные языки и грамматики
2. Конечные автоматы (ДКА/НКА)
3. Регулярные выражения
4. Минимизация и преобразование автоматов

Практика:

1. Реализация сканеров на ANTLR4
2. Генерация лексических анализаторов
3. Оптимизация регулярных выражений

Теория:

1. Контекстно-свободные грамматики
2. Автоматы с магазинной памятью
3. Нормальные формы (Хомского, Грейбах)
4. Свойства КС-языков

Практика:

1. Проектирование грамматик для DSL
2. Построение нисходящих парсеров
3. Обработка синтаксических ошибок

Теория:

1. LL(1) и LR(1) анализ
2. Рекурсивный спуск
3. Табличные методы разбора
4. Абстрактные синтаксические деревья

Практика:

1. Реализация парсеров на ANTLR4
2. Построение и обход AST
3. Семантический анализ

Теория:

1. Архитектура компиляторов
2. Промежуточные представления
3. Генерация кода
4. Оптимизации

Практика:

1. Интеграция с LLVM
2. Генерация native-кода
3. Создание предметно-ориентированных языков

ANTLR4

1. Генерация лексеров и парсеров
2. Поддержка множества целевых языков
3. Интеграция с системами сборки

LLVM

1. Промежуточное представление LLVM IR - Intermediate Representation
2. Кросс-платформенная генерация кода
3. Оптимизации на уровне IR

DeepSeek (контролируемое использование)

1. Анализ и рефакторинг кода
2. Генерация шаблонов реализаций
3. Помощь в отладке сложных конструкций

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

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

1. Теренс Парр - “The Definitive ANTLR 4 Reference”
2. Крис Латтнер - “LLVM Essentials”
3. Альфред Ахо и др. - “Компиляторы: принципы, технологии и инструменты”

1. Официальная документация ANTLR4
2. LLVM Tutorial и Language Reference
3. Статьи по построению DSL и языковых процессоров

← Назад | Лабораторные работы →