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IFM 3.1 (PO23) / IFM 5.21 (PO18): Compilerbau (Winter 2024/25) |
Der Compiler ist das wichtigste Werkzeug in der Informatik. In der Königsdisziplin der Informatik schließt sich der Kreis, hier kommen die unterschiedlichen Algorithmen und Datenstrukturen und Programmiersprachenkonzepte zur Anwendung.
In diesem Modul geht es um ein grundlegendes Verständnis für die wichtigsten Konzepte im Compilerbau. Wir schauen uns dazu relevante aktuelle Tools und Frameworks an und setzen diese bei der Erstellung eines kleinen Compiler-Frontends für C++ ein.
- Lexikalische Analyse: Scanner/Lexer
- Reguläre Sprachen
- Generierung mit ANTLR
- Syntaxanalyse: Parser
- Kontextfreie Grammatiken (CFG)
- LL-Parser (Top-Down-Parser)
- Generierung mit ANTLR
- Semantische Analyse: Attributierte Grammatiken und Symboltabellen
- Namen und Scopes
- Typen, Klassen, Polymorphie
- Zwischencode: Intermediate Representation (IR), LLVM-IR
- Backend:
- LLVM
- Interpreter: AST-Traversierung
- C++ als zu verarbeitende Programmiersprache
- BC George
- Carsten Gips (Sprechstunde nach Vereinbarung)
:::::: {.tabs groupid="modul-po"} ::: {.tab title="IFM 3.1 CB (PO23, 3. Semester)"}
Vorlesung (2 SWS) | Praktikum (2 SWS) |
---|---|
Mi, 08:00 - 09:30 Uhr (online) | S3, G1: Di, 11:30 - 13:00 Uhr (online/Präsenz J101) |
(Carsten: Flipped Classroom, BC: Vorlesung) | S3, G2: Fr, 14:00 - 15:30 Uhr (online/Präsenz J101) |
S3, G3: Mo, 09:15 - 10:45 Uhr (online/Präsenz J101) | |
(Carsten: online, BC: Präsenz) |
Online-Sitzungen per Zoom (Zugangsdaten siehe ILIAS IFM 3.1 CB (PO23, 3. Semester)). Sie können hierzu den Raum J101 (siehe Stundenplan) nutzen.
::: ::: {.tab title="IFM 5.21 CB (PO18, 5. Semester)"}
Vorlesung (2 SWS) | Praktikum (2 SWS) |
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Mi, 08:00 - 09:30 Uhr (online) | S5, G1: Mi, 09:30 - 11:00 Uhr (online) |
(Carsten: Flipped Classroom, BC: Vorlesung) | S5, G2: Mi, 09:30 - 11:00 Uhr (online) |
S5, G3: Mi, 09:30 - 11:00 Uhr (online) | |
(Carsten: online, BC: online) |
Online-Sitzungen per Zoom (Zugangsdaten siehe IFM 5.21 CB (PO18, 5. Semester)). Sie können hierzu den Raum J101 (siehe Stundenplan) nutzen.
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:::::::::::: {.tabs groupid="modul-po"} ::::::::: {.tab title="IFM 3.1 CB (PO23, 3. Semester)"}
Parcoursprüfung plus Testat, 5 ECTS (PO23)
-
Testat: Vergabe der Credit-Points
- Mindestens 4 der Übungsblätter B01, B02, B03, B04, B05 und B06 erfolgreich bearbeitet, und
- aktive Teilnahme an allen 3 Edmonton-Terminen.
("erfolgreich bearbeitet": Bearbeitung in 3er Teams, je mindestens 60% bearbeitet, fristgerechte Abgabe der Lösungen im ILIAS, Vorstellung der Lösungen im Praktikum)
:::::: {.tabs groupid="exams"} ::: {.tab title="Prüfung im ersten Zeitraum"}
-
Stationen:
- ILIAS-Test (einzeln, 20.11.)
- Vorstellung Mini-Projekt B07 (3er Teams, letzte VL-Woche)
Beide Stationen ergeben zu je 50% die Gesamtnote.
::: ::: {.tab title="Prüfung im zweiten Zeitraum"}
-
Stationen:
- Mündliche Prüfung (individuell, ca. 45 Minuten, zweiter Prüfungszeitraum)
Die Note der mündlichen Prüfung ergibt die Gesamtnote.
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::::::::: ::::::::: {.tab title="IFM 5.21 CB (PO18, 5. Semester)"}
Parcoursprüfung plus Testat, 5 ECTS (PO18)
-
Testat: Vergabe der Credit-Points
- Mindestens 4 der Übungsblätter B01, B02, B03, B04x, B05x und B06x erfolgreich bearbeitet, und
- aktive Teilnahme an allen 3 Edmonton-Terminen.
("erfolgreich bearbeitet": Bearbeitung in 3er Teams, je mindestens 60% bearbeitet, fristgerechte Abgabe der Lösungen im ILIAS, Vorstellung der Lösungen im Praktikum)
:::::: {.tabs groupid="exams"} ::: {.tab title="Prüfung im ersten Zeitraum"}
-
Stationen:
- Vortrag (3er Team, 20.11. zur Probe und 26.11. auf Edmonton II-Treffen in englischer Sprache): Vorstellung der Lösung von B04x
- Vorstellung Mini-Projekt B07x (3er Teams, letzte VL-Woche)
Beide Stationen ergeben zu je 50% die Gesamtnote.
::: ::: {.tab title="Prüfung im zweiten Zeitraum"}
-
Stationen:
- Mündliche Prüfung (individuell, ca. 45 Minuten, zweiter Prüfungszeitraum)
Die Note der mündlichen Prüfung ergibt die Gesamtnote.
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- "Compilers: Principles, Techniques, and Tools". Aho, A. V. und Lam, M. S. und Sethi, R. und Ullman, J. D. and Bansal, S., Pearson India, 2023. ISBN 978-9-3570-5488-1. Online über die O'Reilly-Lernplattform.
- "Crafting Interpreters". Nystrom, R., Genever Benning, 2021. ISBN 978-0-9905829-3-9. Online.
- "The Definitive ANTLR 4 Reference". Parr, T., Pragmatic Bookshelf, 2014. ISBN 978-1-9343-5699-9. Online über die O'Reilly-Lernplattform.
- "Writing a C Compiler". Sandler, N., No Starch Press, 2024. ISBN 978-1-0981-8222-9. Online über die O'Reilly-Lernplattform.
:::::: {.tabs groupid="modul-po"} ::: {.tab title="IFM 3.1 CB (PO23, 3. Semester)"}
Hier finden Sie einen abonnierbaren Google Kalender IFM 3.1 CB (PO23, 3. Semester) mit allen Terminen der Veranstaltung zum Einbinden in Ihre Kalender-App.
Abgabe der Übungsblätter jeweils Montag bis 09:00 Uhr im ILIAS. Vorstellung der Lösung im jeweiligen Praktikum in der Abgabewoche.
Monat | Woche | Vorlesung | Lead | Abgabe Aufgabenblatt | Vorstellung Praktikum |
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Oktober | 41 | 09.: Orga (Zoom); Überblick, Sprachen, Anwendungen | Carsten, BC | ||
42 | 16.: Reguläre Sprachen | BC | |||
43 | 23.: CFG | BC | 21.: B01 Reguläre Sprachen | 22. / 25. / 21. (BC, Präsenz) | |
44 | 29.: 18:00 - 19:30 Uhr (online): Edmonton I: ANTLR + Live-Coding | Edmonton | |||
44 | 30.: Lexer mit ANTLR, Parser mit ANTLR | Carsten | |||
November | 45 | 06.: Dienstbesprechung | 04.: B02 CFG | 05. / 08. / 04. (BC, Präsenz) | |
46 | 13.: Überblick Symboltabellen, Symboltabellen: Scopes, Symboltabellen: Funktionen, Symboltabellen: Klassen | Carsten | 11.: B03 ANTLR | 12. / 15. / 11. (Carsten, online) | |
47 | 20.: [09:45 - 10:45 Uhr (B40): Parcoursprüfung: Station 1 ILIAS (Grammar, Lexing, Parsing)]{.alert} | 18.: B04 Symboltabellen | 19. / 22. / 18. (Carsten, online) | ||
48 | 26.: 18:00 - 19:30 Uhr (online): Edmonton II: Vorträge Mindener Projekte | Minden | |||
48 | 27.: Überblick Zwischencode, Überblick Backend (LLVM) | BC, Carsten | |||
Dezember | 49 | 03.: 18:00 - 19:30 Uhr (online): Edmonton III: Vorträge Edmontoner Projekte | Edmonton | ||
49 | 04.: AST-basierte Interpreter 1, AST-basierte Interpreter 2 | Carsten | |||
50 | 11.: C++ I: Basics, Funktionen, Pointer & Referenzen | Carsten | 09.: B05 Interpreter | 10. / 13. / 09. (Carsten, online) | |
51 | 18.: Projektwoche Semester 1+3 | ||||
52 | 25.: Weihnachtspause | ||||
Januar | 01 | 01.: Weihnachtspause | |||
02 | 08.: C++ II: Klassen, Big 3, Operatoren, Vererbung & Polymorphie | Carsten | 06.: B06 C++ | 07. / 10. / 06. (Carsten, online) | |
03 | 15.: Freies Arbeiten/Puffer | ||||
04 | 22.: [Parcoursprüfung: Station 2 B07 (VL- und Praktika-Slots, siehe Ankündigung)]{.alert} | Carsten, BC | 21. / 24. / 20. (Carsten/BC, online) | ||
(Prüfungsphase I) | Keine separate Prüfung | ||||
(Prüfungsphase II) | [Parcoursprüfung: mdl. Prüfung (alle Themen)]{.alert} |
::: ::: {.tab title="IFM 5.21 CB (PO18, 5. Semester)"}
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Abgabe der Übungsblätter jeweils Mittwoch bis 09:00 Uhr im ILIAS. Vorstellung der Lösung im jeweiligen Praktikum in der Abgabewoche.
Monat | Tag | Vorlesung | Lead | Abgabe Aufgabenblatt & Vorstellung Praktikum |
---|---|---|---|---|
Oktober | 09. | Orga (Zoom); Überblick, Sprachen, Anwendungen | Carsten, BC | |
16. | Reguläre Sprachen | BC | ||
23. | CFG | BC | B01 Reguläre Sprachen (BC, Präsenz) | |
29. | 18:00 - 19:30 Uhr (online): Edmonton I: ANTLR + Live-Coding | Edmonton | ||
30. | Lexer mit ANTLR, Parser mit ANTLR | Carsten | ||
November | 06. | Dienstbesprechung | B02 CFG (BC, Präsenz) | |
13. | Überblick Symboltabellen, Symboltabellen: Scopes, Symboltabellen: Funktionen, Symboltabellen: Klassen | Carsten | B03 ANTLR (Carsten, online) | |
20. | [08:00 - 09:30 Uhr (online): Vortrag: Vorstellung der Lösung von B04x ("Generalprobe")]{.alert} | |||
26. | [18:00 - 19:30 Uhr (online): Parcoursprüfung: Station 1 / Edmonton II: Vorträge Mindener Projekte: B04x]{.alert} | Minden (S5) | ||
27. | Überblick Zwischencode, Überblick Backend (LLVM) | BC, Carsten | ||
Dezember | 03. | 18:00 - 19:30 Uhr (online): Edmonton III: Vorträge Edmontoner Projekte | Edmonton | |
04. | AST-basierte Interpreter 1, AST-basierte Interpreter 2 | Carsten | ||
11. | C++ I: Basics, Funktionen, Pointer & Referenzen | Carsten | B05x Interpreter (Carsten, online) | |
18. | Projektwoche Semester 1+3 | |||
25. | Weihnachtspause | |||
Januar | 01. | Weihnachtspause | ||
08. | C++ II: Klassen, Big 3, Operatoren, Vererbung & Polymorphie | Carsten | B06x C++ und Pointer/Speicherverwaltung (Runtime in Java) (Carsten, online) | |
15. | Freies Arbeiten/Puffer | |||
22. | [Parcoursprüfung: Station 2 B07x (VL- und Praktika-Slots, siehe Ankündigung)]{.alert} | Carsten, BC | (Carsten/BC, online) | |
(Prüfungsphase I) | Keine separate Prüfung | |||
(Prüfungsphase II) | [Parcoursprüfung: mdl. Prüfung (alle Themen)]{.alert} |
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Über das Projekt "We CAN virtuOWL" der Fachhochschule Bielefeld ist im Frühjahr 2021 eine Kooperation mit der University of Alberta (Edmonton/Alberta, Kanada) im Modul "Compilerbau" gestartet.
Wir freuen uns, auch in diesem Semester wieder drei gemeinsame Sitzungen für beide Hochschulen anbieten zu können. (Diese Termine werden in englischer Sprache durchgeführt.)
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