Теория и реализация языков программирования: различия между версиями
imported>Андрей Гущин (Создание предмета) |
imported>Дмитрий Русланович Гончар |
||
| (не показано 88 промежуточных версий 2 участников) | |||
| Строка 2: | Строка 2: | ||
|Читается на кафедрах=Кафедра математических основ управления | |Читается на кафедрах=Кафедра математических основ управления | ||
}} | }} | ||
| + | Курс «Теория и реализация языков программирования» (ТРЯП) посвящён изучению теории формальных языков (ТФЯ) и ряду её применений в программировании, из которых основное внимание уделено построению компиляторов. | ||
| + | |||
| + | == О содержании курса == | ||
| + | Сама теория формальных языков возникла в середине ХХ века, в том числе в связи с изучением возможностей машинного перевода с одного языка на другой, в ходе чего ещё раз была отмечена неоднозначность естественных языков (русского, немецкого, китайского и т.д.) как существенная сложность для решения этой задачи, а заодно сформулированы условия построения формальных языков, с помощью которых можно будет качественно более точно и однозначно обмениваться данными в т.ч. в технических системах. | ||
| + | |||
| + | Такие формальные языки были созданы. Среди них не только множество языков программирования, но и входные языки САПР, метаязыки описания больших данных и т.д. | ||
| + | |||
| + | ТФЯ изучает две большие задачи: | ||
| + | # '''как породить (описать) всевозможные допустимые цепочки данного формального языка''' (к примеру, формально правильные программы языка программирования, допустимые цепочки входных данных при тестировании сложной программы, у которой достаточно часто меняются как её коды, так и, возможно, структура обрабатываемых данных, состав правильно построенной СБИС или иной сложной технической системы вплоть до самолёта, правильную молекулу или вещество (ген в молекулярной биологии, лекарственное средство, имеющее заданный набор лечебных воздействий и не имеющее известных отрицательных последствий применения, в т.ч. в различном биохимическом окружении), непротиворечивую систему законодательных актов (на уровне компании, отрасли, государства) и т.д.) | ||
| + | # '''как распознать цепочки из заданного языка''' (синтаксически правильные программы для ЭВМ, искомые цепочки для поисковиков программ-обозревателей интернета, программы поддержки секвенирования генома (каждый ген также может быть представлен как цепочка знаков или своего рода слова из допустимого языка Природы для данного вида) и т.д. | ||
| + | |||
| + | == ТРЯП на Физтехе == | ||
| + | Исторически сложилось так, что на ФУПМе студентам предлагают изучать только приложения ТФЯ, связанные с программированием. Задача разработки разновидностей курса, учитывающего познавательные потребности студентов с других факультетов (прежде всего, ФРТК) не ставится, а их возможное участие в изучении курса с получением соответствующих зачётов и экзаменов затруднено (отчасти, возможно, и потому, что предлагавшийся в середине 2000-х в течение пары лет очный вариант курса по выбору для студентов иных факультетов не собирал минимально необходимого числа желающих). | ||
| + | |||
| + | Из других факультетов МФТИ подобный курс некоторое время читался на [[ФИВТ]] и другой командой преподавателей (требования преподавателей ФУПМа к студентам ФИВТ в деканате последнего показались слишком строги). | ||
| + | |||
| + | В предисловии к своей известной книге ''А. Ахо'' и ''Дж. Ульман''<ref>''А. Ахо, Дж. Ульман'' «Теория синтаксического анализа, перевода и компиляции». Т. 1. пер. с англ. под ред. В.М. Курочкина. М.: Мир, 1978. С. 9</ref> писали «''Чтение курса по этой книге рекомендуется сопровождать лабораторными работами по программированию, в ходе которых должны быть спроектированы и реализованы какие-то части компилятора. В конце некоторых разделов книги приведены упражнения на программирование, которые можно использовать в этих лабораторных работах''». | ||
| + | |||
| + | Но количество выделенных для курса часов и общая высокая учебная нагрузка на студентов по сию пору не позволяет это осуществить. В тоже время для интересующихся студентов разработан и доступен разработанный [[Серебряков Владимир Алексеевич|В.А. Серебряковым]] пакет программ к курсу ТРЯП на Java (ссылка ниже). | ||
| + | |||
| + | === Основатели и первые преподаватели === | ||
| + | Курс был создан среди первых факультетских курсов после образования ФУПМа руководителем лаборатории программирования (позже – одного из отделов) ВЦ АН СССР к.ф.-м.н. Владимиром Михайловичем Курочкином [1926-1999], под руководством которого были созданы компиляторы с языка «Алгол» для отечественных БЭСМ-2 и БЭСМ-6, языка «Алгамс» и проведён целый ряд других разработок в этой области, многие из которых широко и успешно использовались в нашей стране. | ||
| + | |||
| + | Среди первых преподавателей курса, известных также как авторы первого учебного пособия по ТРЯП, вышедшего в МФТИ в 1973 г. (2-е изд. – 1978 г.), проф. [[Столяров Лев Николаевич|Л.Н. Столяров]], доц. Б.Г. Сушков и чл.-корр. РАН [[Флёров Юрий Арсениевич|Ю.А. Флёров]]. | ||
| + | |||
| + | Лекции по курсу до конца 1990-х годов читал сам В.М. Курочкин. | ||
| + | |||
| + | В начале 2000-х его преемником стал ученик Владимира Михайловича проф. [[Серебряков Владимир Алексеевич|В.А. Серебряков]]. | ||
| + | |||
| + | == Об особенностях преподавания == | ||
| + | Возникшая в середине прошлого века наука в соответствии с новыми потребностями и возможностями вычислительных техники и технологий продолжала развиваться и дальше. Это отражалось и на содержании читаемых разделов, явилось одной из причин подготовки и выпуска нового учебного пособия по ТРЯП (автор - В.А. Серебряков и др.) в 2003 г., весьма заметно отличающегося по программе от учебных пособий 1970-х годов. | ||
| + | |||
| + | За прошедшие со времени 2-го издания этого пособия (2006 г.) годы, в том числе и под влиянием знакомства с переведёнными в начале 2000-х новыми зарубежными пособиями по близким курсам, изучения представленных в сети новых научных трудов по данному направлению и опыта преподавания по новой программе, у команды преподавателей собрался материал для дальнейшего пополнения состава изучаемых алгоритмов. В связи в том числе с тем, что с начала 2000-х годов курс (в связи с уплотнением учебного графика) из годового стал семестровым, некоторые традиционные разделы курса при этом стали изучаться менее подробно, а какие-то (включая традиционные в течение многих десятилетий с основания курса НС-грамматики) вообще исключены из семестровых контрольных и экзаменов. | ||
| + | |||
| + | Также это привело и к тому, что не все разделы читаемого в настоящее время лекционного курса отражены в пособии В.А. Серебрякова и соавт. Размещение конспектов по некоторым дополнениям курса в сети см. ниже. | ||
| + | |||
| + | == См. также == | ||
| + | === Первые преподаватели курса === | ||
| + | * [https://ru.wikipedia.org/wiki/Курочкин,_Владимир_Михайлович_(учёный) В.М. Курочкин] (о нём и его научных трудах) в Википедии | ||
| + | * [https://ru.wikipedia.org/wiki/Сушков,_Борис_Григорьевич Б.Г. Сушков] (о нём) в Википедии | ||
| + | |||
| + | === Книги и учебные пособия в сети === | ||
| + | * [http://www.mou.mipt.ru/fund.html Задание, программа и учеб. пос. по курсу ТРЯП] на портале каф. МОУ. | ||
| + | * ''Серебряков В.А., Галочкин М.П., Гончар Д.Р., Фуругян М.Г.'' [http://trpl7.ru/t-books/_TRYAPBOOK_pdf.pdf Теория и реализация языков программирования: учеб. пос.] М., МЗ-Пресс, 2003. (2-е изд., 2006 г.) – электр. версия в сети с разреш. авторов. | ||
| + | * [http://trpl7.ru/Conspectus/MyHill-Nerode_theorem.pdf Теорема Майхилла-Нероуда (необх. и дост. условие регулярности языка)] консп. лекции проф. В.А. Серебрякова (2018 г.). | ||
| + | * [http://trpl7.ru/AutoLang.htm Пакет программ к курсу ТРЯП] (В.А. Серебрякова) – пробный выпуск. | ||
| + | * [http://www.rubtsov.su/fl_course18/index Материалы по ТРЯП] преп. курса [[Рубцов Александр Александрович|А.А. Рубцова]] | ||
| + | * ''Мартыненко Б.К.'' [http://trpl7.ru/t-books/Martin/Martinenko_FLT_Cont.htm Языки и трансляции: учеб. пос.] СПб.ГУ, 2002 г. (ранее было разм. на странице автора на портале СПб.ГУ). | ||
| + | * ''Шень А. Х.'' [https://www.mccme.ru/free-books/shen/shen-progbook.pdf Программирование: теоремы и задачи]. М.: МЦНМО, 2004. (разм. на портале МЦНМО с разр. автора) – здесь можно посмотреть алгоритм Кнута-Морриса-Пратта. | ||
| + | * [http://trpl7.ru/t-books/RegExpr_Aho_Ullman.pdf Уравнения с регулярными коэффициентами] (консп. из Ахо-Ульмана (1978), 4 с.) | ||
| + | |||
| + | === более ранние издания === | ||
| + | * ''Курочкин В. М., [[Столяров Лев Николаевич|Столяров Л. Н.]], Сушков Б. Г., [[Флёров Юрий Арсениевич|Флёров Ю. А.]]'' [http://trpl7.ru/t-books/guides.htm Теория и реализация языков программирования: Курс лекций] М., МФТИ, 1973. (2-е изд., 1978 г.) – электр. версия в сети с разреш. авторов. | ||
| + | |||
| + | === В библиотеке МФТИ === | ||
| + | * ''Ахо А., Сети Р., Ульман Дж.'' Компиляторы. Принципы, технологии, инструменты. М., СПб., Киев: Вильямс, 2001. (10 шт.) | ||
| + | * ''Хопкрофт Дж., Мотвани Р., Ульман Дж.'' Введение в теорию автоматов, языков и вычислений. М.: Вильямс, 2002. (16 шт.) | ||
| + | * ''Ахо А., Лам М., Сети Р., Ульман Дж.'' Компиляторы. Принципы, технологии и инструментарий. М., СПб., Киев: Вильямс, 2011. 1184 c. (добавлен большой раздел о параллельных методах компиляции – для семестрового курса на 2-м году обучения мало актуально, а вес большой). | ||
| + | |||
| + | === более ранние издания === | ||
| + | * ''А. Ахо, Дж. Ульман''. Теория синтаксического анализа, перевода и компиляции. Т. 1. Пер. с англ. ''В. Н. Агафонова'' под ред. ''В. М. Курочкина''. М.: Мир, 1978. 614 с. (имеются только в чит. зале) | ||
| + | * ''А. Ахо, Дж. Ульман''. Теория синтаксического анализа, перевода и компиляции. Т. 2. Пер. с англ. ''А. Н. Бирюкова'' и ''В. А. Серебрякова'' под ред. ''В. М. Курочкина''. М.: Мир, 1978. 487 с. | ||
| + | |||
| + | {{Предмет преподают}} | ||
{{комментарии}} | {{комментарии}} | ||
Текущая версия от 23:36, 23 августа 2021
| Теория и реализация языков программирования | |
|---|---|
| Читается на кафедрах | Кафедра математических основ управления |
Курс «Теория и реализация языков программирования» (ТРЯП) посвящён изучению теории формальных языков (ТФЯ) и ряду её применений в программировании, из которых основное внимание уделено построению компиляторов.
О содержании курса[править | править код]
Сама теория формальных языков возникла в середине ХХ века, в том числе в связи с изучением возможностей машинного перевода с одного языка на другой, в ходе чего ещё раз была отмечена неоднозначность естественных языков (русского, немецкого, китайского и т.д.) как существенная сложность для решения этой задачи, а заодно сформулированы условия построения формальных языков, с помощью которых можно будет качественно более точно и однозначно обмениваться данными в т.ч. в технических системах.
Такие формальные языки были созданы. Среди них не только множество языков программирования, но и входные языки САПР, метаязыки описания больших данных и т.д.
ТФЯ изучает две большие задачи:
- как породить (описать) всевозможные допустимые цепочки данного формального языка (к примеру, формально правильные программы языка программирования, допустимые цепочки входных данных при тестировании сложной программы, у которой достаточно часто меняются как её коды, так и, возможно, структура обрабатываемых данных, состав правильно построенной СБИС или иной сложной технической системы вплоть до самолёта, правильную молекулу или вещество (ген в молекулярной биологии, лекарственное средство, имеющее заданный набор лечебных воздействий и не имеющее известных отрицательных последствий применения, в т.ч. в различном биохимическом окружении), непротиворечивую систему законодательных актов (на уровне компании, отрасли, государства) и т.д.)
- как распознать цепочки из заданного языка (синтаксически правильные программы для ЭВМ, искомые цепочки для поисковиков программ-обозревателей интернета, программы поддержки секвенирования генома (каждый ген также может быть представлен как цепочка знаков или своего рода слова из допустимого языка Природы для данного вида) и т.д.
ТРЯП на Физтехе[править | править код]
Исторически сложилось так, что на ФУПМе студентам предлагают изучать только приложения ТФЯ, связанные с программированием. Задача разработки разновидностей курса, учитывающего познавательные потребности студентов с других факультетов (прежде всего, ФРТК) не ставится, а их возможное участие в изучении курса с получением соответствующих зачётов и экзаменов затруднено (отчасти, возможно, и потому, что предлагавшийся в середине 2000-х в течение пары лет очный вариант курса по выбору для студентов иных факультетов не собирал минимально необходимого числа желающих).
Из других факультетов МФТИ подобный курс некоторое время читался на ФИВТ и другой командой преподавателей (требования преподавателей ФУПМа к студентам ФИВТ в деканате последнего показались слишком строги).
В предисловии к своей известной книге А. Ахо и Дж. Ульман[1] писали «Чтение курса по этой книге рекомендуется сопровождать лабораторными работами по программированию, в ходе которых должны быть спроектированы и реализованы какие-то части компилятора. В конце некоторых разделов книги приведены упражнения на программирование, которые можно использовать в этих лабораторных работах».
Но количество выделенных для курса часов и общая высокая учебная нагрузка на студентов по сию пору не позволяет это осуществить. В тоже время для интересующихся студентов разработан и доступен разработанный В.А. Серебряковым пакет программ к курсу ТРЯП на Java (ссылка ниже).
Основатели и первые преподаватели[править | править код]
Курс был создан среди первых факультетских курсов после образования ФУПМа руководителем лаборатории программирования (позже – одного из отделов) ВЦ АН СССР к.ф.-м.н. Владимиром Михайловичем Курочкином [1926-1999], под руководством которого были созданы компиляторы с языка «Алгол» для отечественных БЭСМ-2 и БЭСМ-6, языка «Алгамс» и проведён целый ряд других разработок в этой области, многие из которых широко и успешно использовались в нашей стране.
Среди первых преподавателей курса, известных также как авторы первого учебного пособия по ТРЯП, вышедшего в МФТИ в 1973 г. (2-е изд. – 1978 г.), проф. Л.Н. Столяров, доц. Б.Г. Сушков и чл.-корр. РАН Ю.А. Флёров.
Лекции по курсу до конца 1990-х годов читал сам В.М. Курочкин.
В начале 2000-х его преемником стал ученик Владимира Михайловича проф. В.А. Серебряков.
Об особенностях преподавания[править | править код]
Возникшая в середине прошлого века наука в соответствии с новыми потребностями и возможностями вычислительных техники и технологий продолжала развиваться и дальше. Это отражалось и на содержании читаемых разделов, явилось одной из причин подготовки и выпуска нового учебного пособия по ТРЯП (автор - В.А. Серебряков и др.) в 2003 г., весьма заметно отличающегося по программе от учебных пособий 1970-х годов.
За прошедшие со времени 2-го издания этого пособия (2006 г.) годы, в том числе и под влиянием знакомства с переведёнными в начале 2000-х новыми зарубежными пособиями по близким курсам, изучения представленных в сети новых научных трудов по данному направлению и опыта преподавания по новой программе, у команды преподавателей собрался материал для дальнейшего пополнения состава изучаемых алгоритмов. В связи в том числе с тем, что с начала 2000-х годов курс (в связи с уплотнением учебного графика) из годового стал семестровым, некоторые традиционные разделы курса при этом стали изучаться менее подробно, а какие-то (включая традиционные в течение многих десятилетий с основания курса НС-грамматики) вообще исключены из семестровых контрольных и экзаменов.
Также это привело и к тому, что не все разделы читаемого в настоящее время лекционного курса отражены в пособии В.А. Серебрякова и соавт. Размещение конспектов по некоторым дополнениям курса в сети см. ниже.
См. также[править | править код]
Первые преподаватели курса[править | править код]
- В.М. Курочкин (о нём и его научных трудах) в Википедии
- Б.Г. Сушков (о нём) в Википедии
Книги и учебные пособия в сети[править | править код]
- Задание, программа и учеб. пос. по курсу ТРЯП на портале каф. МОУ.
- Серебряков В.А., Галочкин М.П., Гончар Д.Р., Фуругян М.Г. Теория и реализация языков программирования: учеб. пос. М., МЗ-Пресс, 2003. (2-е изд., 2006 г.) – электр. версия в сети с разреш. авторов.
- Теорема Майхилла-Нероуда (необх. и дост. условие регулярности языка) консп. лекции проф. В.А. Серебрякова (2018 г.).
- Пакет программ к курсу ТРЯП (В.А. Серебрякова) – пробный выпуск.
- Материалы по ТРЯП преп. курса А.А. Рубцова
- Мартыненко Б.К. Языки и трансляции: учеб. пос. СПб.ГУ, 2002 г. (ранее было разм. на странице автора на портале СПб.ГУ).
- Шень А. Х. Программирование: теоремы и задачи. М.: МЦНМО, 2004. (разм. на портале МЦНМО с разр. автора) – здесь можно посмотреть алгоритм Кнута-Морриса-Пратта.
- Уравнения с регулярными коэффициентами (консп. из Ахо-Ульмана (1978), 4 с.)
более ранние издания[править | править код]
- Курочкин В. М., Столяров Л. Н., Сушков Б. Г., Флёров Ю. А. Теория и реализация языков программирования: Курс лекций М., МФТИ, 1973. (2-е изд., 1978 г.) – электр. версия в сети с разреш. авторов.
В библиотеке МФТИ[править | править код]
- Ахо А., Сети Р., Ульман Дж. Компиляторы. Принципы, технологии, инструменты. М., СПб., Киев: Вильямс, 2001. (10 шт.)
- Хопкрофт Дж., Мотвани Р., Ульман Дж. Введение в теорию автоматов, языков и вычислений. М.: Вильямс, 2002. (16 шт.)
- Ахо А., Лам М., Сети Р., Ульман Дж. Компиляторы. Принципы, технологии и инструментарий. М., СПб., Киев: Вильямс, 2011. 1184 c. (добавлен большой раздел о параллельных методах компиляции – для семестрового курса на 2-м году обучения мало актуально, а вес большой).
более ранние издания[править | править код]
- А. Ахо, Дж. Ульман. Теория синтаксического анализа, перевода и компиляции. Т. 1. Пер. с англ. В. Н. Агафонова под ред. В. М. Курочкина. М.: Мир, 1978. 614 с. (имеются только в чит. зале)
- А. Ахо, Дж. Ульман. Теория синтаксического анализа, перевода и компиляции. Т. 2. Пер. с англ. А. Н. Бирюкова и В. А. Серебрякова под ред. В. М. Курочкина. М.: Мир, 1978. 487 с.
Предмет преподают[править код]
Раньше преподавали
Комментарии:
- ↑ А. Ахо, Дж. Ульман «Теория синтаксического анализа, перевода и компиляции». Т. 1. пер. с англ. под ред. В.М. Курочкина. М.: Мир, 1978. С. 9