程序设计语言原理2024-0

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第0章 导 论
本课程内容与要求
什么是程序设计语言(PL)
为什么研究PL
语言规范与处理器
1
程序设计语言原理
一门理论性较强的提高型课程，从更高的层次来理解各种语言机制，指导对
计算机语言的学习和程序设计
• 分析并理解各类高级程序设计语言范型与理论模型
• 掌握程序设计语言各主要成分设计中的关键问题、主要步骤、表示法的基本
技能
• 学会分析、选择、调合、折中、设计语言的特征
2
国内外同类课程分类
编程语言比较类
分析各种范型语言的特性，编程内涵，实用主义
科罗拉多大学
语言的形式化理论类
可计算理论，形式语义，谓词逻辑
MIT、JHU、CMU、剑桥、西电、南大、中科大
综合类
兼顾以上两种
北航、北大、Stanford
3
授课内容的调整思路
4
学生问题
问题本质
调整措施
形式语义不好理解，
不知道有什么用
看起来是完全独立的一套抽象思维，
脱离本科程序设计学习内容的范畴，
没有学过“计算机程序的构造和解释”
导论部分通过可计算性理论引出问题和需求，在
各范型中有意识铺垫相关概念。逐步建立数学视
角、程序代码视角、程序运行视角
课程内容太重
知识点多，学生没能串起来
组织知识点关联内容，通过样例在前后课程中多
次重复进行强化，让学生建立知识点的“图谱”
撒种子而不是大水漫灌
课程太难
学生基础差异大
增加课堂练习和即时分析，作业题目设置的考察
点和解题思路。
站在学生的思维“学习”知识点，调整内容及讲述
方式，照顾中间60%。
为什么还讲Pascal和
ADA语言
新的语言范型和机制是什么？
增加了10种近10年流行的学术语言和生产语言相
关100余个程序样例
学习投入与产出
如何考核学生？如何吸引学生产生兴
趣。
大作业：设计并实现一个有新机制的语言
大作业为主，开放式+问题式+练习式作业
将课后学习时间调整到50~100小时
5
教材：
程序设计语言原理 麦中凡 吕卫锋 北航出版社
参考书：
•《程序语言原理（第12版）》，Robert W.Sebesta，机械工业出版社。
•《程序设计语言：原理与实践（第二版）》，Kenneth C. Louden，电子工业出版
社。
•《程序设计语言：设计与实现（第四版）》，Terrence W. Pratt，Marvin V.
Zelkowitz，电子工业出版社。
•《程序设计语言：概念和结构（第二版）》，Ravi Sethi，机械工业出版社
程序设计语言原理
课程内容
第0章 绪论（9.9）
第1章 程序设计语言发展与分类（9.9）
第2章 程序设计语言设计概述（9.23）
第3章 过程式程序设计语言
（9.30~10.14）
第4章 面向对象程序设计语言
（10.21~10.28）
第5章 函数式程序设计语言
（11.04~11.11）
第6章 逻辑式程序设计语言（11.18）
第7章 并发程序设计语言（11.25~12.2）
第8章 平台无关程序设计语言（12.16）
第9章 描述性程序设计语言（12.16）
第10章 指称语义的原理与应用（12.9）
作业讨论（12.23）6
考核
作业：
平时作业：20%
大作业：
设计一个计算机语言，60%
一种语言的分析报告，20%（5K字/小论文体量，不能是C/C++，
Python，Java，Javascript）
7
0.1 什么是程序设计语言（PL）?
人机通信媒体(介)，软件的载体
人工语言 机器识别，方便人使用
形式语言 无二义性
必须可执行
它是计算机科学与计算机工程的交汇点
计算机科学是在符号学、集合论、离散数学、组合数学基础上发展的
以符号语言表达的软件还要满足正确性、可靠性、安全性、可扩充、可移植、
方便性 8
1900
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
1910
1920 自动数学 POST
Alfred North Whitehead BertrandRussell 符号逻辑(1910)
不完全理论 , Goedel(1931)
Giuseppe Peano集合论(1895)
POST系统 递归函数论
Church,Rosser(1930s)
可计算理论
Turing(1936)
信息论Shannon
形式语法定义
Backus 和Naur
随机算法
形式语言理论
Chomsky
自动化理论
电子学
开关理论
复杂性理论
计算机密码学(1976)
Diffie,Hellman
公共密钥系统(1978)
Rivest,Shamir,Adelman
Knuth:词法分析方法
编译理论
编译的编译
EL/1:可扩展式语法
9
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
POST 系统 递归函数理论
Church,Rosser(1930s)
可计算理论
Turing(1936)
λ演算 Church(1941)
程序正确性和验证(1960s)
引用透明,Strachey
形式语义定义
SECD机,闭包,Landin(1964)
PL/1的Vienna定义(1967)
指称语义学(1971)
Scott,Strachey)
Milner:类型理论(1978)
函数式语言:
ML Miranda Haskell
并发性
Dijkstra(1968)
Hoare:CPS(1978)
分布式计算
Lamport
协作计算1988 10
摘要：

第0章导论本课程内容与要求什么是程序设计语言(PL)为什么研究PL语言规范与处理器1程序设计语言原理一门理论性较强的提高型课程，从更高的层次来理解各种语言机制，指导对计算机语言的学习和程序设计•分析并理解各类高级程序设计语言范型与理论模型•掌握程序设计语言各主要成分设计中的关键问题、主要步骤、表示法的基本技能•学会分析、选择、调合、折中、设计语言的特征2国内外同类课程分类编程语言比较类分析各种范型语言的特性，编程内涵，实用主义科罗拉多大学语言的形式化理论类可计算理论，形式语义，谓词逻辑MIT、JHU、CMU、剑桥、西电、南大、中科大综合类兼顾以上两种北航、北大、Sta...

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