Рабочая программа дисциплины Б 1.2.21.2 Лингвистическое и программное обеспечение

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ФАКУЛЬТЕТ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

УТВЕРЖДАЮ Декан ФВТ _______________ Л. Р. Фионова «_____» ___________________ 2016 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

Б 1.2.21.2 ЛИНГВИСТИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Направление подготовки: 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника»

Профиль подготовки: «Программное обеспечение средств вычислительной техники и автоматизированных систем»

Квалификация (степень) выпускника бакалавр

Форма обучения очная

Пенза, 2016

1. Цели освоения 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. Место дисциплины в структуре ООП

2.1. Дисциплина входит в часть образовательной программы, относящуюся к дисциплинам по выбору и является междисциплинарным направлением в информатике, имеющим высокую степень практической ориентированности на получение и применение навыков, прививаемых в ходе изучения дисциплины к разработке трансляторов с языков высокого уровня.

Изучение дисциплины базируется на следующих курсах: «Математика», «Программирование», «Вычислительные и информационные системы», «Иностранный язык», «История развития вычислительной техники и информационных технологий».

Компетенции, приобретенные в ходе изучения дисциплины, готовят студента к выполнению выпускной квалификационной работы.

2.2. Минимальные требования к «входным» знаниям, необходимым для успешного усвоении данной дисциплины ‑ удовлетворительное усвоение программ по следующим разделам указанных выше дисциплин:

-  «Иностранный язык» ‑ знание английского языка на уровне чтения технической документации;

-  «Программирование» ‑  практика программирование на языке высокого уровня;

-  «История развития вычислительной техники и информационных технологий» - на уровне общего знания истории развития техники.

-  «Вычислительные и информационные системы» - весь курс.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Коды компетенции	Наименование компетенции	Структурные элементы компетенции (в результате освоения дисциплины обучающийся должен знать, уметь, владеть)
1	2	3
ПК-3	способностью обосновывать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности и эффективности	Обладать знаниями теоретических основ и приобретение практических навыков написания транслятора, использовать полученные навыки при создании оптимальных с точки зрения затрат вычислительной мощности и объёмов памяти ЭВМ программ

4. Структура и содержание дисциплины (модуля) «Компьютерная графика и 3D моделирование»

4.1. Структура дисциплины (модуля)

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5,00 зачетных единиц, 144 часов.

№ п/п	Наименование разделов и тем дисциплины (модуля)	Семестр	Недели семестра	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)	Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра)
Аудиторная работа	Самостоятельная работа
Всего	Лекция	Практические занятия	Лабораторные занятия	Всего	Подготовка к аудиторным занятиям	Реферат, эссе и др.	Курсовая работа (проект)	Подготовка к экзамену	Собеседование	Коллоквиум	Проверка тестов	Проверка контрольн. работ	Проверка реферата	Проверка эссе и иных творческих работ	курсовая работа (проект)
1	Раздел 1. Введение.
	Тема 1. 1. Организация программного обеспечения САПР. Основные понятия лингвистического обеспечения.				2							1
	Тема 1. 2. Введение в язык С++.				2						6	2
	Тема 1. 3. Структура и основные типы транслирующих программ				2							2
2	Раздел 2. Разработка транслятора
	Тема 2. 1. Методы формального определения синтаксиса языка				2		6		6		6	2
	Тема 2. 2. Регулярные грамматики и лексический анализ				4		10		6		6	2
	Тема 2. 3. Контекстно-свободные грамматики и синтаксический анализ				4		10		6		6	2
	Тема 2. 4. Формирование постфиксной записи и генерация кода				6		10		6		6	2
3.	Раздел 3. ООП
	Тема 3. 1. Классификация языков САПР. Основы языка VHDL.				4							2
	Тема 3. 2. Программирование математических структур и методы программной обработки данных				4							1
	Тема 3. 3. Введение в технологии структурного и объектно-ориентированного программирования.				4							1
	Тема 3. 4. Заключение				2							1
	Общая трудоемкость, в часах				36		36		24		30	18	Промежуточная аттестация
Форма	Семестр
Зачет
Экзамен	4

4.2. Содержание дисциплины (модуля)

4.2.1.Содержание лекционного курса

1.  Раздел 1. Введение.

·  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.

·  Основные понятия С++. Составные части программы на С++. Переменные и константы. Выражения и операторы. Функции. Циклы. Ссылки и указатели.

·  Структура и основные типы транслирующих программ. Компиляторы, интерпретаторы, конверторы, кросс-компиляторы. Число проходов трансляции.

2.  Раздел 2. Разработка транслятора

·  Синтаксис и семантика языка. Формальные языки и грамматики. Иерархия Хомского. Проблема разбора. Форма Бэкуса-Наура, синтаксический граф, дерево разбора.

·  Идентификация лексем формальных языков. Регулярные выражения. Проектирование лексических анализаторов. Регулярные грамматики и конечные автоматы. Автоматные грамматики.

·  Контекстно зависимые и контекстно свободные грамматики. Проектирование синтаксических анализаторов. Методы грамматического разбора. Грамматический разбор "сверху вниз" и "снизу вверх". Левосторонний и правосторонний вывод.

·  Постфиксная запись. Формирование постфиксной записи для выражений и для операторов. Промежуточные формы записи. Четверки. Генерация кода.

3.  Раздел 3. ООП

·  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.

·  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.

·  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.

4.  Тема 3. 4. Заключение Инструментальные средства разработки программного обеспечения САПР. Автоматизация разработки программных проектов.

4.2.2. Перечень и содержание лабораторных занятий.

№ п/п	№ темы	Наименование лабораторных работ	Кол. ч
1	2. 1.	Разработка лексического анализатора	6
2	2. 2.	Разработка синтаксического анализатора	10
3	2. 3.	Формирование постфиксной записи	10
4	2. 4.	Разработка программы генерации кода	10

5. Образовательные технологии

5.1 Чтении лекций по дисциплине проводится с использованием мультимедийного компьютерного проектора с раздачей демонстрируемых слайдов комментарий.

5.2 При изучении материалов лабораторного практикума использовать Интернет ресурсы с сайта кафедры САПР (cad. pnzgu. ru) и с локального ресурса кафедрального сервера cad-filer (адрес узла в сети университета – \\172.16.72.254\profiles\pr\ЛиПО)

5.3 При самостоятельной работе используются материалы с локального ресурса кафедрального сервера cad-filer (адрес узла в сети университета – \\172.16.72.254\profiles\pr\ЛиПО).

5.4. В лабораторном практикуме и курсовом проектировании используются объектно-ориентированные языки программирования.

5.5. Все лабораторные занятия носят проектный характер.

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

Оценочные средства для текущего контроля успеваемости,

промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

6.1. План самостоятельной работы студентов

№ нед.	Тема	Вид самостоятельной работы )	Задание	Рекомендуемая литература	Количество
	Раздел 1. Введение.	Подготовка к экзамену	Изучить материалы лекции. Подготовить вопросы.	Страуструп Бьерн Язык программирования C++ для профессионалов . – М.: Изд-во НОУ Интуит, 2016, 671 ЭБС BOOK. ru https://www. book. ru/book/918296
	Тема 1. 1. Организация программного обеспечения САПР. Основные понятия лингвистического обеспечения.	Подготовка к экзамену. Подготовка к аудиторным занятиям	Изучить материалы лекции. Подготовить вопросы.	, , , Терехов компиляторов М.: Изд-во НОУ Интуит, 2016, 375 с ЭБС BOOK. ru https://www. book. ru/book/918183	2
	Тема 1. 2. Введение в язык С++.	Подготовка к экзамену. Подготовка к аудиторным занятиям	Изучить материалы лекции. Подготовить вопросы.	Страуструп Бьерн Язык программирования C++ для профессионалов . – М.: Изд-во НОУ Интуит, 2016, 671 ЭБС BOOK. ru https://www. book. ru/book/918296	2
	Тема 1. 3. Структура и основные типы транслирующих программ	Подготовка к экзамену. Подготовка к аудиторным занятиям	Изучить материалы лекции. Подготовить вопросы.	, , , Терехов компиляторов М.: Изд-во НОУ Интуит, 2016, 375 с ЭБС BOOK. ru https://www. book. ru/book/918183	2
	Раздел 2. Разработка транслятора	Подготовка к экзамену. Подготовка к аудиторным занятиям	Изучить материалы лекции. Подготовить вопросы.	, , , Терехов компиляторов М.: Изд-во НОУ Интуит, 2016, 375 с ЭБС BOOK. ru https://www. book. ru/book/918183
	Тема 2. 1. Методы формального определения синтаксиса языка	Подготовка к экзамену. Подготовка к аудиторным занятиям	Изучить материалы лекции. Подготовить вопросы.	, , , Терехов компиляторов М.: Изд-во НОУ Интуит, 2016, 375 с ЭБС BOOK. ru https://www. book. ru/book/918183	2
	Тема 2. 2. Регулярные грамматики и лексический анализ	Подготовка к экзамену. Подготовка к аудиторным занятиям	Изучить материалы лекции. Подготовить вопросы.	, , , Терехов компиляторов М.: Изд-во НОУ Интуит, 2016, 375 с ЭБС BOOK. ru https://www. book. ru/book/918183	4
	Тема 2. 3. Контекстно-свободные грамматики и синтаксический анализ	Подготовка к экзамену. Подготовка к аудиторным занятиям	Изучить материалы лекции. Подготовить вопросы.	, , , Терехов компиляторов М.: Изд-во НОУ Интуит, 2016, 375 с ЭБС BOOK. ru https://www. book. ru/book/918183	4
	Тема 2. 4. Формирование постфиксной записи и генерация кода	Подготовка к экзамену. Подготовка к аудиторным занятиям	Изучить материалы лекции. Подготовить вопросы..	, , , Терехов компиляторов М.: Изд-во НОУ Интуит, 2016, 375 с ЭБС BOOK. ru https://www. book. ru/book/918183	6
	Раздел 3. ООП	Подготовка к экзамену. Подготовка к аудиторным занятиям	Изучить материалы лекции. Подготовить вопросы.	Страуструп Бьерн Язык программирования C++ для профессионалов . – М.: Изд-во НОУ Интуит, 2016, 671 ЭБС BOOK. ru https://www. book. ru/book/918296
	Тема 3. 1. Классификация языков САПР. Основы языка VHDL.	Подготовка к экзамену. Подготовка к аудиторным занятиям	Изучить материалы лекции. Подготовить вопросы.	Страуструп Бьерн Язык программирования C++ для профессионалов . – М.: Изд-во НОУ Интуит, 2016, 671 ЭБС BOOK. ru https://www. book. ru/book/918296	4
	Тема 3. 2. Программирование математических структур и методы программной обработки данных	Подготовка к экзамену. Подготовка к аудиторным занятиям	Изучить материалы лекции. Подготовить вопросы.	Страуструп Бьерн Язык программирования C++ для профессионалов . – М.: Изд-во НОУ Интуит, 2016, 671 ЭБС BOOK. ru https://www. book. ru/book/918296	4
	Тема 3. 3. Введение в технологии структурного и объектно-ориентированного программирования.	Подготовка к экзамену.	Изучить материалы лекции. Подготовить вопросы.	Страуструп Бьерн Язык программирования C++ для профессионалов . – М.: Изд-во НОУ Интуит, 2016, 671 ЭБС BOOK. ru https://www. book. ru/book/918296	4
	Тема 3. 4. Заключение	Подготовка к экзамену.	Изучить материалы лекции. Подготовить вопросы.		2

6.2. Методические указания по организации самостоятельной работы студентов

Планируются следующие виды самостоятельной работы (внеаудиторной) относятся:

-  подготовка к лабораторным работам занятиям,

-  оформление отчётов по лабораторным работам,

-  работа с конспектом лекций и изучение рекомендованной литературы при подготовке к экзаменам.

6.3. Материалы для проведения текущего и промежуточного контроля знаний студентов

Контроль освоения компетенций

№ п\п	Вид контроля	Контролируемые разделы	Компетенции, компоненты которых контролируются
1	Текущий: собеседование при защите лаб. заданий Промежуточный: зачет в форме теста, экзамен	Раздел 1. Введение. Раздел 2. Разработка транслятора	ПК-3
2	Текущий: собеседование при защите лаб. заданий Промежуточный: зачет в форме теста, экзамен	Раздел 2. Разработка транслятора Раздел 3. ООП	ПК-3
3	Промежуточный: зачет в форме теста, экзамен	Раздел 1. Введение. Раздел 2. Разработка транслятора Раздел 3. ООП	ПК-3
4.	Итоговый: курсовой проект	Раздел 1. Введение. Раздел 2. Разработка транслятора Раздел 3. ООП	ПК-3

-  для компетенции (ПК-3) – путем оценки степени умения студентом использовать полученные навыки при создании оптимальных с точки зрения затрат вычислительной мощности и объёмов памяти ЭВМ программ.

Перечень практических вопросов для собеседования

1.  Преобразовать инфиксную запись выражения в постфиксную.

2.  Задана грамматика с порождающими правилами: ... Принадлежит ли языку, генерируемому данной грамматикой строка ...

3.  Задана грамматика с порождающими правилами: ... Построить левосторонний разбор для выражения...

4.  Задана грамматика с порождающими правилами: ... Построить правосторонний разбор для выражения...

5.  Задана грамматика с порождающими правилами: ... Построить синтаксическое дерево для выражения...

6.  Построить регулярную грамматику для... (вид лексем).

7.  Преобразуйте грамматику со следующими правилами в LL(1)-форму (S - начальный символ)

8.  Построить регулярную грамматику, генерирующую выражение....

9.  Вычислить значение представленного в постфиксной записи выражения.

10.  Найти регулярную грамматику, генерирующую тот же язык, что и грамматика со следующими порождающими правилами (S - начальный символ).

11.  Показать, что грамматика со следующими порождающими правилами является неоднозначной.

Перечень вопросов для тестирования к экзамену

12.  Какии параметры функции называются формальными?

13.  Какое количество параметров может быть у функции?

14.  Какой формат прототипа функции?

15.  Что такое указатели?

16.  Какой символ является признаком указателя?

17.  Если переменная p, определена как переменная типа указатель (char *p), то выберите правильные варианты

18.  Какие операции применимы к указателям?

19.  Укажите правильный формат задания указателя на функцию

20.  Дайте правильное определение ссылки

21.  Какие ограничения существуют для ссылок?

22.  В каких случаях возможно использование массива без указания размерности?

23.  Чем является имя массива?

24.  Определить в трехмерном массиве B[i][j][k] правильный доступ к элементу массива через указатели

25.  Как вычислить смещение A[i][j][k] элемента относительно начала массива в трехмерном массиве type A[N][M][L]

26.  Каким образом можно передать многомерный массив в функцию в качестве параметра?

27.  Дайте определение структуры

28.  Дайте определение класса

29.  Дайте определение объекта

30.  Что является компонентами класса?

31.  Дайте определение компонентной функции

32.  Как можно получить доступ к компонентам функции?

33.  Чем отличается объект от класса

34.  Дайте определение массива указателей

35.  Сопоставьте виды транслирующих программ и определения

36.  Укажите преимущества компилятора по отношению к интерпретатору

37.  При двухпроходной организации компилятора

38.  Выберите правильные высказывания о грамматиках

39.  Сентенциальная форма это

40.  Две грамматики называются эквивалентными, если

41.  В грамматиках каких классов может встречаться правило AxB -> BcdF (указать все)

42.  Выберите все правила, которые могут встречаться в порождающих правилах регулярной грамматики, выровненной вправо (каждый нетерминал обозначен одной большой буквой)

43.  Могут ли генерировать шаблоны скобок произвольной длины

44.  Выберите все возможные условия неоднозначности грамматики

45.  К грамматикам какого класса относится LL(1)-грамматика

46.  Сопоставьте названия грамматик и то, как с их помощью осуществляется разбор предложений

47.  В результате устранения левого рекурсивного цикла и, затем, левой рекурсии, количество правил грамматики

48.  Укажите все прикладные реализации переменной а

49.  При описании структуры схемы в VHDL используется описание

50.  VHDL относится к языкам

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение

дисциплины (модуля)

1.  Страуструп Бьерн Язык программирования C++ для профессионалов. – М.: Изд-во НОУ Интуит, 2016, 671 ЭБС BOOK. ru https://www. book. ru/book/918296

2.  , Чуканов и организация ЭВМ Конспект лекций – М.: Изд-во НОУ Интуит, 2016, 184 с ЭБС BOOK. ru https://www. book. ru/book/917561.

3.  , , , Терехов компиляторов М.: Изд-во НОУ Интуит, 2016, 375 с ЭБС BOOK. ru https://www. book. ru/book/918183

4.  Гуров микропроцессоров. Конспект лекций М.: Изд-во НОУ Интуит, 2016, 328 с ЭБС BOOK. ru https://www. book. ru/book/917562.

5.  , Поляков архитектура базовой модели процессора Intel: Учебное пособие по дисциплине "Организация ЭВМ и систем". - СПб.: НИУ ИТМО, 2012. - 115 с. ЭБС "Единое окно доступа к образовательным ресурсам" http://window. edu. ru/resource/596/76596

6.  Дэвид Харриса, Сарf Харрис Цифровая схемотехника и архитектура компьютера, пер. с анг. , Издательство Morgan Kaufman, 2013, 1662с. Сайт фирмы Imagination Technologies, страница «Digital Design And Computer Architecture (Russian Edition)», https://community. /downloads/digital-design-and-computer-architecture-russian-edition/

7.  Сайт «Национальный Открытый Университет ИНТУИТ» Раздел «Курсы. Аппаратное обеспечение», http://www. intuit. ru/studies/courses? service=0&option_id=37&service_path=1

8.  Электронный ресурс Коннов процессора ЭВМ на секционированных микропроцессорных БИС. Методические указания к лабораторным работам и курсоваму проектированию. Сайт кафедры ВТ ПГУ http://alice. pnzgu. ru/~knn/k1804site/

9.  Электронный ресурс Коннов микропроцессорного комплекса К1804 и микроЭВМ на его основе. Методические указания к лабораторным работам. Сайт кафедры ВТ ПГУ http://alice. pnzgu. ru/~knn/pap1/

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)

Лабораторные занятия проводятся в классе, оснащенном ПЭВМ, с операционной системой Windows 7 и MS Visual Studio 12.

Рабочая программа дисциплины «Лингвистическое и программное обеспечение» составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций ПрООП по направлению подготовки: 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника»

Программу составили:

К. т.н., доцент

Настоящая программа не может быть воспроизведена ни в какой форме без предварительного письменного разрешения кафедры-разработчика программы.

Программа одобрена на заседании кафедры ВТ

Протокол №_______________от «_____»_________________2016 года

Зав. Кафедрой ВТ

Программа одобрена методической комиссией ФВТ

Протокол №_______________от «_____»_________________2016 года

Председатель методической комиссии

Сведения о переутверждении программы на очередной учебный год и регистрации изменений

Учебный год	Решение кафедры (№ протокола, дата, подпись зав. кафедрой)	Внесенные изменения	Номера листов (страниц)
заменен- ных	новых	аннулиро-ванных