編譯技術(shù)可擴(kuò)展式課程設(shè)計(jì)改革研究

唐仕喜

文章編號(hào)：1672-5913(2009)02-0040-03

摘要：本文探討了我院編譯技術(shù)可擴(kuò)展式課程設(shè)計(jì)改革中的編譯技術(shù)與工程的關(guān)系、可擴(kuò)展式課程設(shè)計(jì)改革指導(dǎo)思想與內(nèi)容、實(shí)施方案和評(píng)價(jià)體系。

關(guān)鍵詞：編譯技術(shù)；可擴(kuò)展式課程設(shè)計(jì)；軟件工程

中圖分類號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

編譯技術(shù)是計(jì)算機(jī)及其相關(guān)專業(yè)一門重要的核心課程，是學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)軟件的重要課程。從實(shí)際工作需要來(lái)看，僅靠教學(xué)計(jì)劃安排的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)時(shí)間是不夠的，課內(nèi)的實(shí)驗(yàn)是側(cè)重于對(duì)某一方面知識(shí)的學(xué)習(xí)，在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，可能涉及并運(yùn)用多個(gè)方面的知識(shí)，具有較強(qiáng)的綜合性，這就需要進(jìn)行一些綜合性的設(shè)計(jì)練習(xí)，來(lái)提高分析和解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題的能力。為了幫助廣大同學(xué)對(duì)編譯過(guò)程有更好的掌握，提高運(yùn)用編譯技術(shù)和有關(guān)形式語(yǔ)言理論和方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力，需要對(duì)編譯過(guò)程及涉及到的編譯技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)踐訓(xùn)練。

編譯技術(shù)課程設(shè)計(jì)的目的是進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生編譯器設(shè)計(jì)的思想，加深對(duì)編譯技術(shù)和應(yīng)用程序的理解，針對(duì)編譯過(guò)程的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行編程，獨(dú)立完成有一定工作量的程序設(shè)計(jì)任務(wù)，同時(shí)強(qiáng)調(diào)好的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格。

1問(wèn)題的提出

長(zhǎng)期以來(lái)，許多學(xué)校在開設(shè)此課時(shí)，雖然開設(shè)了實(shí)驗(yàn)課及相應(yīng)的課程設(shè)計(jì)，但只是對(duì)編譯理論中的某些算法單純地實(shí)現(xiàn)，缺少或根本沒有實(shí)際背景，存在著以下問(wèn)題：

(1) 在現(xiàn)行的教材中，大部分都是從編譯技術(shù)本身的角度來(lái)思考的，為的只是讓學(xué)生掌握編譯的基本理論與思想，學(xué)生易感覺太抽象；

(2) 重理論輕實(shí)踐，將語(yǔ)法技巧理論的講解作為主要部分，與實(shí)際工程聯(lián)系少，缺乏活力，學(xué)生易產(chǎn)生“學(xué)而無(wú)用”的思想；

(3) 與實(shí)際工程鴻溝大，學(xué)生易產(chǎn)生懼怕思想。

為了有效地解決這些問(wèn)題，結(jié)合工程應(yīng)用實(shí)際，我們提出了編譯技術(shù)可擴(kuò)展式課程設(shè)計(jì)的思路。

2編譯技術(shù)與工程的關(guān)系

第一個(gè)編譯程序的出現(xiàn)是在20世紀(jì)50年代早期，多數(shù)早期的編譯工作是將算術(shù)公式翻譯成機(jī)器代碼，奠定了對(duì)高級(jí)語(yǔ)言編譯系統(tǒng)的研究和開發(fā)的基礎(chǔ)。20世紀(jì)50年代中期出現(xiàn)了FORTRAN等一批高級(jí)語(yǔ)言，相應(yīng)的一批編譯系統(tǒng)開發(fā)成功。隨著編譯技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)對(duì)編譯程序需求的不斷增長(zhǎng)，20世紀(jì)50年代末有人開始研究編譯程序的自動(dòng)生成工具，提出并研制編譯程序的編譯程序。它的功能是以任一語(yǔ)言的詞法規(guī)則、語(yǔ)法規(guī)則和語(yǔ)義解釋出發(fā)，自動(dòng)產(chǎn)生該語(yǔ)言的編譯程序。目前很多自動(dòng)生成工具已廣泛使用，如詞法分析程序的生成系統(tǒng)LEX，語(yǔ)法分析程序的生成系統(tǒng)YACC等。20世紀(jì)60年代起，不斷有人使用自展技術(shù)來(lái)構(gòu)造編譯程序。自展的主要特征是用被編譯的語(yǔ)言來(lái)書寫該語(yǔ)言自身的編譯程序。1971年，PASCAL的編譯程序用自展技術(shù)生成后，其影響就越來(lái)越大[1][2]。編譯技術(shù)與工程的關(guān)系如表1所示。

表1編譯技術(shù)與工程的關(guān)系

隨著并行技術(shù)和并行語(yǔ)言的發(fā)展，處理并行語(yǔ)言的并行編譯技術(shù)，將串行程序轉(zhuǎn)換成并行程序的自動(dòng)并行編譯技術(shù)也正在深入研究之中。另外嵌入式應(yīng)用迅速增長(zhǎng)的需求，推動(dòng)了交叉編譯技術(shù)的發(fā)展，還有系統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)方法和關(guān)鍵EDA技術(shù)的研究，也帶動(dòng)了專用語(yǔ)言VHDL等及其編譯技術(shù)的不斷深化。

3可擴(kuò)展式課程設(shè)計(jì)改革指導(dǎo)思想與內(nèi)容

編譯技術(shù)課程設(shè)計(jì)教學(xué)是工程類本科教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，具有很強(qiáng)的綜合性和實(shí)踐性,組織實(shí)施好課程設(shè)計(jì)教學(xué)，已成為教學(xué)改革的重要課題之一。與一般本科院校相比，我們應(yīng)當(dāng)更加注重技術(shù)層面的提升，培養(yǎng)學(xué)生具有更強(qiáng)的技術(shù)操作水平和解決實(shí)際問(wèn)題的能力；和高職高專相比，又應(yīng)該有更寬、更深一些的專業(yè)理論基礎(chǔ)，以培養(yǎng)有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，能適應(yīng)實(shí)際工作需要的高級(jí)應(yīng)用型人才。因此編譯技術(shù)課程設(shè)計(jì)教學(xué)應(yīng)充分考慮到社會(huì)對(duì)人才的全方位要求以及為學(xué)生未來(lái)的可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)[3]。

課程設(shè)計(jì)改革的重要特征之一就是面向社會(huì)，面向市場(chǎng)，面向生產(chǎn)，編譯技術(shù)課程設(shè)計(jì)要具有一定的實(shí)用性、可行性。編譯技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目的選擇直接影響到學(xué)生完成的情況和教學(xué)效果，對(duì)提高學(xué)生的能力大有裨益。學(xué)生參與課程設(shè)計(jì)，首先就要開始參與課程設(shè)計(jì)的選題，以教師確定的指導(dǎo)為前提，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中的主體地位。讓學(xué)生們明確自己是這個(gè)實(shí)踐活動(dòng)的主體，從領(lǐng)會(huì)課程設(shè)計(jì)的目的、任務(wù)，到理解課程設(shè)計(jì)的步驟、方法和注意事項(xiàng)，因此確定課程設(shè)計(jì)的題目必須讓學(xué)生唱主角，消除學(xué)生們的依賴心理，發(fā)揮他們的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，學(xué)生通過(guò)查閱資料、調(diào)查等多途徑接觸社會(huì)實(shí)際提出題目，在教師的參與指導(dǎo)下結(jié)合課程理論進(jìn)行可行性分析討論，篩選出適合于課程設(shè)計(jì)的題目。這樣的課題結(jié)合了社會(huì)實(shí)際，考慮到學(xué)生的實(shí)際能力，結(jié)合了編譯技術(shù)課程理論，結(jié)合了學(xué)生的興趣，學(xué)生的積極性在課程設(shè)計(jì)中將獲得的充分的激發(fā)和保護(hù)，既不會(huì)因課題枯燥無(wú)味而淡漠，也不會(huì)因難度較大而畏縮不前。編譯技術(shù)可擴(kuò)展式課程設(shè)計(jì)改革內(nèi)容如表2所示。

編譯技術(shù)可擴(kuò)展式課程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是以編譯技術(shù)理論與編譯實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)際工程和科研的需要，由學(xué)生提出合乎自己實(shí)際能力的課程設(shè)計(jì)的課題，并盡力發(fā)揮其創(chuàng)造力，向工程方向擴(kuò)展。

4可擴(kuò)展式課程設(shè)計(jì)施實(shí)方案

4.1設(shè)計(jì)內(nèi)容具有開創(chuàng)性和實(shí)用性

就設(shè)計(jì)內(nèi)容而言，讓學(xué)生們感到既有一定的難度，又有相當(dāng)?shù)呐d趣，許多學(xué)生都是積極主動(dòng)地探討解決問(wèn)題的途徑，從而打破了以往學(xué)生總是為最后的成績(jī)而做實(shí)驗(yàn)的被動(dòng)局面，具有十分重要的創(chuàng)新意義。在向?qū)W生布置任務(wù)時(shí)就有意識(shí)地將實(shí)際科研中需要完成的一些內(nèi)容落實(shí)下去，使學(xué)生的工作成果得以充分的利用，就這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，可以認(rèn)為課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容具有較好的實(shí)用性。在時(shí)間上，依據(jù)可擴(kuò)展式課程設(shè)計(jì)實(shí)際，專門時(shí)間為1個(gè)星期，之后根據(jù)設(shè)計(jì)擴(kuò)展的情況，延長(zhǎng)2~3個(gè)星期，甚至還可以之后擴(kuò)展為畢業(yè)設(shè)計(jì)。

4.2設(shè)計(jì)小組采取優(yōu)化組合的方法

在設(shè)計(jì)前，將全班學(xué)生按平時(shí)主干課程的成績(jī)分為上中下三個(gè)等級(jí)，然后每一個(gè)小組中三個(gè)人剛好可以按不同等級(jí)各分配一人，以成績(jī)較好的學(xué)生為小組組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)小組內(nèi)的工作，小組中每個(gè)人都可以按自己的設(shè)計(jì)思想完成同一任務(wù)，在最后整體連接時(shí)，可選擇各組中較好的程序。這樣既保證了最后的程序質(zhì)量，同時(shí)又使同學(xué)之間可以互相探討，取長(zhǎng)補(bǔ)短，效果較好。

4.3選用合適的激勵(lì)機(jī)制

為把編譯技術(shù)課程設(shè)計(jì)做好，我們選用了以下激勵(lì)機(jī)制：其一是合理的成績(jī)分布，讓真正做出了東西的人得到較高的成績(jī)；其二是引入競(jìng)賽機(jī)制，對(duì)優(yōu)秀者進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)；其三是以適當(dāng)?shù)馁Y金進(jìn)行資助，以達(dá)到其實(shí)用的目的。

5可擴(kuò)展式課程設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)體系

編譯技術(shù)可擴(kuò)展式課程設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)體系注重過(guò)程考核，通過(guò)過(guò)程的監(jiān)控手段實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，原則上多種方式并舉，如下所述。

5.1形成式考核

與傳統(tǒng)考核模式的區(qū)別在于：形成式考核的過(guò)程貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程；考核的形式是多樣化的；考核的內(nèi)容除知識(shí)點(diǎn)外，還包含學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的表現(xiàn)，學(xué)生完成課程任務(wù)過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的分析與解決問(wèn)題的能力等多方面，是對(duì)學(xué)生的全方位的考察，是一種更科學(xué)的評(píng)價(jià)體系。

5.2答辯形式進(jìn)行考核

實(shí)踐的目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力，因此考核的重點(diǎn)應(yīng)該放在對(duì)學(xué)生把握問(wèn)題、分析問(wèn)題以及解決問(wèn)題等諸多方面的能力上面。實(shí)踐證明，通過(guò)答辯能充分反映學(xué)生的全面素質(zhì)，同時(shí)，通過(guò)答辯過(guò)程中學(xué)生對(duì)問(wèn)題的回答，也能較為準(zhǔn)確與全面地了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。