Detail předmětu

Formální jazyky a překladače

IFJ Ak. rok 2025/2026 zimní semestr 5 kreditů

Aktuální akademický rok

Kurs diskutuje formální jazyky a jejich modely. Na bázi těchto modelů objasňuje konstrukci překladačů. Výklad je organizován následovně: (I) Základní pojmy: formální jazyky a jejich modely, gramatiky, automaty; překladače. (II) Regulární jazyky a lexikální analýza: regulární jazyky a výrazy, konečné automaty a převodníky, lexikální analyzátory; Lex; tabulka symbolů. (III) Bezkontextové jazyky a syntaktická analýza: bezkontextové jazyky a gramatiky, zásobníkové automaty a převodníky, syntaktická analýza; deterministická syntaktická analýza, LL gramatiky, deterministická analýza shora dolů (rekurzivní sestup); princip deterministické analýzy zdola nahoru; Yacc. (IV) Sémantická analýza a generování kódu: sémantická analýza, generování vnitřní formy programu, optimalizace, generování cílového kódu.

Odkazy

  • Veřejné stránky předmětu (v privátní části jsou snímky (CZ i EN) k přednáškám a pomocné materiály k projektu)
  • E-learning stránky pro ZS 2024/25 (Moodle, privátní, pouze v češtině) pro podporu projektu a poskytování dalších materiálů k předmětu

Proč je předmět vyučován

Předmět IFJ dává na bakalářské úrovni jasný a ucelený úvod do teorie formálních jazyků a jejich aplikace v informatice. Úvod pokrývá témata zaměřená na formální jazyky a jejich model (především gramatiky a automaty), dále nastiňuje základní myšlenky teorie výpočtu včetně vyčíslitelnosti a rozhodnutelnosti. Pro zdůraznění vazby teorie na praxi je demonstrována aplikace ve zpracování programovacích jazyků a implementaci překladačů.

  • pokrývá důležité základní koncepty teorie formálních jazyků;
  • vysvětluje, jak jsou jazykové modely využívány při překladu;
  • zaměřuje se na analyzátory programovacích jazyků jako lexikální analyzátor a syntaktický analyzátor postavené na regulárních výrazech, konečných automatech, bezkontextových gramatikách a zásobníkových automatech

Podmínky zápočtu

Udělení zápočtu je podmíněno získáním min. 20 bodů v průběhu semestru, z nichž nejméně 4 body jsou za programovou část projektu.

Garant předmětu

Meduna Alexandr, prof. RNDr., CSc. (UIFS)

Koordinátor předmětu

Křivka Zbyněk, Ing., Ph.D. (UIFS)

Jazyk výuky

česky, anglicky

Zakončení

zápočet+zkouška (písemná)

Rozsah

  • 39 hod. přednášky
  • 13 hod. projekty

Bodové hodnocení

  • 55 bodů závěrečná zkouška (písemná část)
  • 17 bodů půlsemestrální test (písemná část)
  • 28 bodů projekty

Zajišťuje ústav

Ústav informačních systémů (UIFS)

Přednášející

Burgetová Ivana, Ing., Ph.D. (UIFS)
Křivka Zbyněk, Ing., Ph.D. (UIFS)
Meduna Alexandr, prof. RNDr., CSc. (UIFS)

Cvičící

Křivka Zbyněk, Ing., Ph.D. (UIFS)

Cíle předmětu

Seznámit se s formálními jazyky a jejich modely. Objasnit principy konstrukce překladačů na základě těchto modelů.
Základní obeznámenost s formálními jazyky a jejich modely. Schopnost sestrojit překladač.

Doporučené prerekvizity

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

Znalost diskrétní matematiky.

Literatura studijní

Osnova přednášek

  1. Formální jazyky.
  2. Překlad jazyků a struktura překladače.
  3. Regulární jazyky a jejich modely: regulární výrazy a konečné automaty.
  4. Lexikální analýza: lexikální analyzátory; Lex; tabulka symbolů.
  5. Bezkontextové jazyky a jejich modely: bezkontextové gramatiky a zásobníkové automaty.
  6. Syntaktická analýza: deterministická syntaktická analýza; FIRST a FOLLOW, LL gramatiky.
  7. Deterministická syntaktická analýza shora dolů: rekurzívní sestup.
  8. Deterministická syntaktická analýza zdola nahoru: jednoduchá precedenční analýza; Yacc.
  9. Sémantická analýza a generování vnitřní formy programu.
  10. Optimalizace.
  11. Generování cílového kódu.
  12. Chomského klasifikace jazyků a korespondující modely.
  13. Poznámky a shrnutí. Předběžná diskuze obsahu navazujícího předmětu VYPe.

Osnova ostatní - projekty, práce

Studenti v rámci týmového projektu (3-4 studenti na tým) implementují překladač jednoduchého programovacího jazyka (včetně odpovídající dokumentace a obhajoby).

Průběžná kontrola studia

Průběžná kontrola studia probíhá v rámci půlsemestrální zkoušky (17 bodů), u které neexistuje náhradní, ani opravný termín. Dále studenti řeší v průběhu semestru jeden týmový projekt (28 bodů), který je odevzdáván ve stanoveném termínu. Podmínky zápočtu: Udělení zápočtu je podmíněno získáním min. 20 bodů v průběhu semestru, z nichž nejméně 4 body jsou za programovou část projektu.

Pokud se v průběhu semestru u studenta vyskytne překážka ve studiu (např. nemoc), je třeba tuto překážku řádně ohlásit a doložit.

  • Půlsemestrální písemná zkouška se koná přibližně v polovině semestru bez možnosti náhradního, či opravného termínu (17 bodů). Pokud se student nemohl zúčastnit půlsemestrální zkoušky, může garanta požádat, aby body za půlsemestrální zkoušku byly odvozeny od bodového zisku u prvního termínu zkoušky, kterého se zúčastní. Podmínkou pro přistoupení k tomuto termínu zkoušky je zisk alespoň 12 bodů dohromady ze všech částí projektu.
  • Schopnost aplikace teoretických poznatků ověřuje týmový projekt (28 bodů), kde průběžnou kontrolu provádí studentský vedoucí každého týmu. Při onemocnění většiny členů týmu může tým požádat příslušného učitele o drobné prodloužení termínu pro odevzdání projektu.
  • Na konci semestru se koná závěrečná zkouška (55 bodů) s možností tří termínů.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

Nahoru