Лингвистическое и программное обеспечение САПР. Рабочая программа дисциплины

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Факультет вычислительной техники Кафедра систем автоматизации проектирования

"Утверждаю" Декан ФВТ ________________ Б.Д.Шашков "____" _______________ 2002 г.

Рабочая программа дисциплины

Лингвистическое и программное обеспечение САПР

по подготовке дипломированного специалиста по направлению 654600 специальности 220300

Программу разработал

к.т.н., доцент ______________ И.Г.Кревский

Программа одобрена на заседании кафедры САПР, протокол № ___ от "___" _______ 2002r. Зав.кафедрой САПР

Согласовано: Председатель НМК ФВТ

д.т.н., профессор _______________ А.М.Бершадский _______________ д.т.н., профессор П.П.Макарычев

Программа разработана в соответствии со следующими документами: —— Государственным образовательным стандартом Минобразования РФ по направлению подготовки 654600 и специальности 220300; ——рабочим учебным планом Пенз.ГУ по специальности 220300;

1 .Цели и задачи дисциплины. Целью дисциплины является изучение и практическое освоение способов организации программного обеспечения САПР, технологий структурного и объектно-ориентированного программирования, теоретических основ и методов разработки трансляторов с языков САПР. 2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины. В результате изучения дисциплины студенты должны: - знать: основные способы построения транслирующих программ; основные способы формального определения синтаксиса языка; основы проектирования синтаксических анализаторов и методы грамматического разбора; организацию программного обеспечения САПР; типовые структуры описания абстрактных данных; методы программной обработки данных; -уметь: использовать язык С++ для написания трансляторов, программ обработки математических структур; -иметь опыт: разработки трансляторов на основании формального определения заданного языка; -иметь представление: об организация диалога в САПР; о технологиях структурного и объектно-ориентированного программирования. 3. Объем дисциплины и виды учебной работы Вид учебной работы Общая трудоемкость дисциплины Аудиторные занятия Лекции Лабораторные работы (ЛР) Самостоятельная работа, в т.ч. курсовая работа Вид итогового контроля (экзамен, зачет)

Всего часов 238 153 85 51 17(17)

Семестр 4 119 68 34 34

5 119 85 51 17 17(17)

зач.

экз.

4. Содержание дисциплины 4.1. Разделы дисциплины и виды занятий N п\п

Раздел дисциплины

к-во часов Лекции

1.

Введение. Организация программного обеспечения САПР. Основные понятия лингвистического обеспечения.

2

2.

Введение в язык С++.

12

3.

Структура программ

4.

Л.р.

Сам.р.

12

*

4

*

Методы формального определения синтаксиса языка

6

2, *

5.

Регулярные грамматики и лексический анализ

4

8

3, *

6.

Контекстно-свободные грамматики и синтаксический анализ

10

14

6, *

7.

Формирование постфиксной записи и генерация кода

6

10

6, *

8.

Классификация языков САПР. Основы языка VHDL.

10

9.

Программирование математических структур методы программной обработки данных

и

основные

типы

транслирующих

*

и

15

4

*

10. Введение в технологии структурного и объектноориентированного программирования.

14

3

*

11. Заключение

2

51

17

ИТОГО:

85

* - Внеаудиторная самостоятельная работа в объеме 85 часов отводится на подготовку к лабораторным работам, оформление отчетов, выполнение курсового проекта. 4.2. Содержание разделов дисциплины 1. Цели и задачи дисциплины, ее место среди других дисциплин учебного плана. Структура и содержание дисциплины, методика преподавания. Организация программного обеспечения САПР. Основные понятия лингвистического обеспечения. 2. Основные понятия С++. Составные части программы на С++. Переменные и константы.

Выражения и операторы. Функции. Циклы. Ссылки и указатели. 3. Структура и основные типы транслирующих программ. Компиляторы, интерпретаторы, конверторы, кросс-компиляторы. Число проходов трансляции. 4. Синтаксис и семантика языка. Формальные языки и грамматики. Иерархия Хомского. Проблема разбора. Форма Бэкуса-Наура, синтаксический граф, дерево разбора. 5. Идентификация лексем формальных языков. Регулярные выражения. Проектирование лексических анализаторов. Регулярные грамматики и конечные автоматы. Автоматные грамматики. 6. Контекстно зависимые и контекстно свободные грамматики. Проектирование синтаксических анализаторов. Методы грамматического разбора. Грамматический разбор "сверху вниз" и "снизу вверх". Левосторонний и правосторонний вывод. 7. Постфиксная запись. Формирование постфиксной записи для выражений и для операторов. Промежуточные формы записи. Четверки. Генерация кода. 8. Классификация языков САПР. Языки проектирования САПР (входные и выходные). Основы языка VHDL. Интерфейс и архитектурные тела. Операции и типы данных. Классы объектов. Атрибуты. Пакеты. Процедуры и функции. 9. Типовые структуры описания абстрактных данных (массив, стек, очередь, двоичное дерево). Программирование математических структур (матрицы и конечные графы). Методы программной обработки данных. Итерация и рекурсия. Сортировка и поиск. Криптообработка и сжатие данных. Перечисление и упорядочивание комбинаторных объектов. Ввод-вывод данных. Обработка файлов. 10. Технологии структурного и объектно-ориентированного программирования. Конструирование абстрактных типов данных. Инкапсуляция данных и методов их обработки в классах объектов. Иерархия классов. Базовые и производные классы. Простое и множественное наследование. Перегрузка методов и операций обработки данных в классах объектов. Абстрактные классы. Полиморфная обработка данных. Виртуальные интерфейсы. Параметризация типов данных в классах и функциях. Компиляция и редактирование связей. Верификация и отладка программы. Программная документация. Организация диалога в САПР. Виды диалога. Стандарты пользовательского интерфейса. 11. Заключение. Инструментальные средства разработки программного обеспечения САПР. Автоматизация разработки программных проектов.

5. Лабораторный практикум .№-№ п/п

№ раздела дисциплины

Наименование лабораторных работ

К-во часов

1 1.

2 2

3 Лабораторные работы по основам языка С++

4 12

2.

5

Разработка лексического анализатора

8

3.

6

Разработка синтаксического анализатора

14

4.

7

Формирование постфиксной записи

6

5.

7

Разработка программы генерации кода

4

6.

9

Программирование математических структур и методы программной обработки данных.

4

7.

10

Создание и использование классов

3

6. Курсовая работа. Разработка транслятора с заданного языка. Состав курсовой работы: •

задание на проектирование;

•

пояснительная записка объемом 15 листов, включая представление реализуемого языка в виде БНФ, синтаксического графа и LL(1)-грамматики, описание программы;

•

графическая часть - блок-схема алгоритма программы.

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины. Для обеспечения лабораторно-практических занятий необходим класс ПЭВМ и программное обеспечение VC++. 8. Рекомендуемая литература. 1. Вирт Н. Алгоритмы + структуры данных = программы. - М.: Мир, 1985. 2. Зелковиц М., Шоу А., Гэннон Дж. обеспечения: Пер. с англ. - М.: Мир, 1982.

Принципы разработки программного

3. Хантер Р. Проектирование и конструирование компиляторов: Пер. с англ. - М.: Финансы и статистика, 1984. 4. Грис Д. Конструирование компиляторов для цифровых вычислительных машин: Пер. с англ. - М.: Мир, 1975. 5. Льюис Ф., Розенкранц Д., Стирнз Р. Теоретические основы проектирования компиляторов: Пер. с англ. - М.: Мир, 1979. 6. Ахо А., Ульман Дж. Теория синтаксического анализа, перевода и компиляции. В 2-х т.: Пер. с англ. - М.: Мир, 1978.

7. Системы автоматизированного проектирования в радиоэлектронике. Справочник /Е.В.Авдеев, А.Т.Еремин, И.П.Норенков, М.И.Песков; Под ред. И.П.Норенкова. - М.: Радио и связь, 1986. 8. Ахо А., Сети Р.,Ульман Дж. Компиляторы: принципы, технологии и инструменты. : Пер. с англ.. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2001. – 768 с. 9. Аpмстpонг Дж.Р. Моделиpование цифpовых систем на языке VHDL: Пер.с англ./М.: Мир, 1992. 10. Бибило П.Н. Основы языка VHDL – М., Солон-Р, 2000. 11. Эллис М., Страуструп Б., Справочное руководство по языку программирования С++ с комментариями : Пер.с англ. – М.: Мир, 1992 12. Страуструп Б. Язык программирования Си++: Пер.с англ. – М.: Радио и связь, 1991. 13. Либерти Д. Освой самостоятельно С++ за 21 день: пер.с англ.: Уч.пос. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2001. – 816 с.

9. Переутверждение программы на очередной учебный год. Учебный Учебные Решение кафедры № Решение год группы протокола, дата, выпускающей подпись зав. кафедры № кафедрой протокола, дата, подпись зав. кафедрой

Лектор разработчик программы

Примечание: тексты изменений прилагаются. Разработчик программы:

к.т.н., доцент _______________ И.Г.Кревский

№ изменения