课程大纲：编译器设计 - 计算机科学中的形式科学

第1周：课程介绍与预备知识

• 主题：编译器概述与基础概念
• 学习目标：
  • 了解编译器的工作原理及重要性
  • 熟悉形式语言和计算理论基础
• 阅读/资源：
  • 《编译原理》(Aho, Ullman)
  • Khan Academy: 编程语言基础

第2-3周：词法分析

• 主题：词法分析器的设计与实现
• 学习目标：
  • 理解正则表达式与词法分析
  • 学习词法分析器的工作流程
• 教学方法：
  • 讲座 + 实例演示
  • 小组讨论：设计简单的词法分析器
• 评估：词法分析器设计作业

第4-5周：语法分析

• 主题：构造解析树与语法分析器
• 学习目标：
  • 掌握上下文无关文法和LL(k)解析算法
  • 实现LR(0)或LL(1)分析器
• 教学方法：
  • 讲座 + 语法分析器构建实践
  • 分组讨论：解析规则的应用
• 评估：语法分析器实现与测试

第6-7周：语义分析与中间代码生成

• 主题：类型检查、变量绑定与中间代码生成
• 学习目标：
  • 了解语义分析的规则
  • 学习如何生成低级语言（如三地址码）
• 教学方法：
  • 讲座 + 中间代码生成工具演示
  • 小组项目：实现简单语义分析器
• 评估：项目报告与中期测试

第8-9周：优化与代码生成

• 主题：编译器优化与目标代码生成
• 学习目标：
  • 理解编译器优化策略
  • 学会将中间代码转换为目标机器代码
• 教学方法：
  • 讲座 + 代码优化案例研究
  • 实践：针对特定平台的代码生成
• 评估：优化策略分析报告与最终项目

第10周：项目与总结

• 主题：综合项目与课程回顾
• 学习目标：
  • 应用所学知识完成编译器全栈设计
  • 总结并反思整个学习过程
• 教学方法：
  • 个人项目展示与小组讨论
  • 课程回顾与答疑
• 评估：项目演示与期末测试

在整个课程中，将通过在线讨论区、编程练习和定期小组活动，鼓励学生积极参与和互相学习。评估将侧重于理解深度和实践能力，而不仅仅是记忆。