2025年度 (最新) 学院等開講科目情報理工学院数理・計算科学系

プログラミング言語処理系

開講元: 数理・計算科学系
担当教員: 南出靖彦
授業形態: 講義
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室)
クラス: -
科目コード: MCS.T334
単位数: 200
開講時期: 2025年度
開講クォーター: 4Q
シラバス更新日: 2025年3月19日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

この授業では、プログラミング言語についての基礎的な概念を述べたあと、普段書いているプログラムがコンピュータ内部でどのように実行されるか、またコンパイラがどのように構成されているかを説明する。概念や理論への理解を深めるために、コンパイラ実装に関するプログラミング課題を課す。プログラミングにはScalaを用いる。

到達目標

本講義を履修することによって次の能力を修得する。
1. プログラムがコンピュータ内部でどのように実行されるかを説明できる。
2. コンパイラの各構成要素の役割とその仕組み，アルゴリズムを説明できる。
3. 簡単なプログラミング言語のインタープリタやコンパイラを実装できる。

キーワード

インタープリタ，コンパイラ，　構文解析，コード生成，レジスタ割付け，ごみ集め

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

講義形式で理論や技術を学び，プログラミング課題を通じ実践力をつける．

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	概要：プログラムの実行方式	インタープリタ，コンパイラ，バイトコードコンパイラ
第2回	オートマトンと字句解析	トークン，正規表現, NFA, DFA
第3回	文脈自由文法の復習	導出，構文木， CYKアルゴリズム
第4回	構文解析（１）：予測型構文解析	再帰下降構文解析, LL(1)
第5回	構文解析（2）：LR構文解析の基礎	LR(0)
第6回	構文解析（3）：LR構文解析の拡張	SLR, LR(1)
第7回	プログラミング言語の型体型と型検査	型体型, 多相型, 部分型，型検査
第8回	中間試験	理解度を確認する
第9回	プログラミング言語の意味論とインタープリタ	評価戦略, 操作的意味論，インタープリタ
第10回	コード生成（１）：概要，アセンブリ言語	アセンブリ言語, X86-64, 関数呼び出し規約
第11回	コード生成（２）：中間言語，　中間言語への変換，アセンブリ言語への変換	3番地コード，中間言語への変換，アセンブリ言語への変換
第12回	生存変数解析とレジスタ割付け	データフロー解析，生存変数，干渉グラフ, グラフ彩色
第13回	レジスタ割付けとコード生成	既彩色節，合弁
第14回	ごみ集め	マークスイープ法，コピー回収法

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

指定しない

参考書、講義資料等

講義資料を適宜配付する．

次の本を参考書として使用する．
神林靖，滝本宗宏訳，最新コンパイラ構成技法，Andrew W. Appel著，神林靖，滝本宗宏訳，翔栄社．
「コンパイラ［第2版］原理・技法・ツール」，A．V．エイホ，M．S．ラム，R．セシィ，J．D．ウルマン著，原田賢一訳，サイエンス社．

成績評価の方法及び基準

中間試験及びプログラミング課題により評価する．

履修の条件・注意事項

オートマトン,文脈自由文法,アセンブリ言語に関する基礎的な知識を仮定する．
プログラミング言語Scalaによる基礎的なプログラミングができることを仮定する．
各自の PC（Mac, Windows, Linux) で，プログラミング課題に取り組むを必要がある．