《编译技术》课程实验指导书
实验一 词法分析
一．实验目的
1、 学会针对DFA转换图实现相应的高级语言源程序。
2、 深刻领会状态转换图的含义，逐步理解有限自动机。
3、 掌握手工生成词法分析器的方法，了解词法分析器的内部工作原理。
二．实验内容
TINY计算机语言的编译程序的词法分析部分实现。
从左到右扫描每行该语言源程序的符号，拼成单词，换成统一的内部表示（token）送给语法分析程序。
为了简化程序的编写，有具体的要求如下：
（1） 数仅仅是整数。
（2） 空白符仅仅是空格、回车符、制表符。
（3） 代码是自由格式。
（4） 注释应放在花括号之内，并且不允许嵌套
ＴＩＮＹ语言的单词
三．实验要求
要求实现编译器的以下功能：
（1） 按规则拼单词,并转换成二元式形式
（2） 删除注释行
（3） 删除空白符 (空格、回车符、制表符)
（4） 显示源程序，在每行的前面加上行号，并且打印出每行包含的记号的二元形式
（5） 发现并定位错误。
词法分析进行具体的要求：
（1） 记号的二元式形式中种类采用枚举方法定义；其中保留字和特殊字符是每个都一个种类，标示符自己是一类，数字是一类；单词的属性就是表示的字符串值。
（2） 词法分析的具体功能实现是一个函数GetToken()，每次调用都对剩余的字符串分析得到一个单词或记号识别其种类，收集该记号的符号串属性，当识别一个单词完毕，采用返回值的形式返回符号的种类，同时采用程序变量的形式提供当前识别出记号的属性值。
（3） 标识符和保留字的词法构成相同，为了更好的实现，把语言的保留字建立一个表格存储，这样可以把保留字的识别放在标示符之后，用识别出的标示符对比该表格，如果存在该表格中则是保留字，否则是一般标识符。
实验二 递归下降语法分析器设计
一、实验目的
（1）加深对递归下降分析法一种自顶向下的语法分析方法的理解。
（2）根据文法的产生式规则消除左递归，提取公共左因子构造出相应的递归下降分析器。
二、实验内容
根据课堂讲授的形式化算法，编制程序实现递归下降分析器，能对常见的语句进行分析。
三、实验要求
要求实现以下语法的递归下降分析：
示例：
四、实现方法
将要实现语言的上下文无关文法进行检查，消除左递归和左公共因子，从逻辑上检测避免死循环和低效率处理。 采用每个产生式的左边的文法符号对应一个函数或过程的形式，编写程序实现一个递归下降分析器。注意这里的语法分析，是在词法分析的基础上进行的。
实验三 算符优先分析器设计
一、实验目的
（1）掌握算符优先分析法—— 一种自底向上的语法分析方法的思想。
（2）能识别算符优先分析法中的可规约串——最左素短语。
（3）领会算符优先关系表转换成优先函数的方法。
二、实验内容
根据课堂讲授的形式化算法，编制程序实现一个算符优先分析器，能对常见的算术表达式语句进行分析。
已知算符文法G[E]: E→E＋E|E-E|E*E|E/E|(E)|-E|id，其优先关系表如下：
三、实验要求
要求实现以下功能：
a) 组织算术表达式的输入；
b) 组织算符优先关系表或者优先函数的输入；
c) 若输入的符号串是一个算术表达式语句，则输出一个分析树骨架（既每一步规约用到的最左素短语），否则输出一个错误信息；
c) 选做：采取相应的技巧，把算术表达式的结果计算出来。
四、实现方法
实现算法，转化成某种高级语言程序，实现一个算符优先分析器。其中要用到分析栈和输入缓冲器，本实验采用的方法是一种自底向上的语法分析方法，所以是在词法分析的基础上进行的。
提示：对于表达式结果的计算，要在算法中引入内部变量来保存结果，另外在分析过程中，除了移进、规约、接受、报错等动作外，还要引入计算的动作。
实验四 LR（k）分析器设计
一、实验目的
（1）掌握下推机这一数学模型的结构和理论，并深刻理解下推自动机在LR分析法中的应用（即LR分析器）。
（2）掌握LR分析法的思想，学会特定分析表的构造方法，利用给出的分析表进行LR分析。
二、实验内容
根据课堂讲授的形式化算法，编制程序实现对实验二中语法进行自底向上语法分析的LR分析器，设计分析表，对任一个输入语句进行语法分析，判断是否符合相应的文法要求。
三、实验要求
要求实现以下功能：
a) 设计分析表和语句的输入；
b) 要实现通用的LR分析思想的源代码；
c) 输出对语句的语法分析判断结果，如果可能给出错误的信息提示。
四、实现方法
根据课本的LR分析器模型和LR分析算法，完成LR分析。对要求中的错误信息提示，指的是对应分析表中的空白处，每一个空白的地方都应该有对应的错误情况，因而有相应的错误信息。注意这里的语法分析，是在词法分析的基础上进行的。
实验五 中间代码生成器设计
一、实验目的
(1) 熟悉各种中间代码表示的方式，比较它们之间的优缺点；
(2) 掌握语法树到中间代码的转换线性处理方法；
(3) 设计符合源语言和目标语言得到综合平衡的中间语言；
(4) 属性文法和语法制导翻译法进行语义翻译。
二、实验内容
根据课堂讲授的形式化，编制程序实现一个中间代码生成器，该程序能够使用前面的词法分析器和语法分析器，完成语法树到中间代码的转换。
三、实验要求
要求实现以下功能：
a) 设计比较完善的中间语言；
b) 对说明语句，要求将说明的各符号记录到相应符号表中；
c) 赋值语句的翻译，布尔表达式的翻译，过程调用的处理；
d) 对可执行语句，应产生出四元式中间代码并填写到三地址码表中；
b) 采用较为合理的结构实现生成器，简单的可以采用语法制导翻译法来实现，最好能够实现语法树直接线性化的中间代码生成，这样能够简单移植来实现其他类型的中间语言处理；
c) 在转换的过程中要进行错误处理。
四、实现方法
本设计可以采用JAVA语言或者C、C++语言来实现，实现的方法可以选择，可以参考PL/0编译器的实现形式，也可以采用《编译原理与实践》中讲述的简单的中间代码生成器，采用遍历语言树的形式完成到中间语言的转换。也可以按照课堂上讲授的方法和模型来完成。关键的是分析源和目标语言设计一个合适的中间语言，为了便于执行代码的转换要注意设计中语义的恰当处理。为了检查中间代码生成的效果，可以编写一个虚拟机执行中间代码。在设计中关键是语法树到中间代码的转换，注重其效率。
第二篇：《 智能决策技术》课程实验指导书
《智能决策技术》
实验指导书
信息管理系
目 录
实验一 具有事前信息的决策树技术的操作应用... 3
实验二 应用层次分析法进行多目标决策... 5
实验三 成本预测决策支持系统的开发... 7
实验四 专家系统开发工具CLIPS………………………………………………………
实验五 专家系统的开发………………………………………………………………….
实验一 具有事前信息的决策树技术的操作应用
实验类型：验证性 实验学时：2
实验目的：掌握风险型决策中的贝叶斯决策，利用决策树进行决策的方法。
实验内容：
某石油公司的决策人，打算投资开发某油田。根据现有资料，预计这口油井有高产、低产两种不同状态，分别记为S1、S2。高产可获利润400万元，而低产时将净亏损200万元，已知这两种情况出现的概率分别为：P（S1）=0.6,P(S2)=0.4,一般来说，常见的地质结构有“好”、“中等”、“差”3种，分别记为C1、C2、C3，为判断该地区属于哪种结构，可作进一步勘测，勘测费用为10万元。已知在不同的油井状态下，勘测结果为不同地质结构的概率如下，P（C1/S1）=0.7，P（C2/S1）=0.2，P（C3/S1）=0.1，P（C1/S2）=0.3，P（C2/S2）=0.1，P（C3/S2）=0.6，问：应采取何种行动方案,才能获取最大收益?
(问题：是否要进一步勘测?若进一步勘测，那么在勘测后应采取何种方案)
重点利用全概率公式：
和贝叶斯公式：
求后验概率部分，得出各方案在不同状态下的概率Ｐ(Sj/Ck)，以求出最大期望值。
要求实验操作过程中，学生自己输入已有数据，并基于已知数据求出后验概率，然后求出不同方案的期望值，进行剪枝决策，得出最优方案。
具体过程如下：
第一步：将已知数据输入excel中，如表1所示。
表1 输入已知数据
第二步：用贝叶斯公式计算各自然状态下的后验概率P（Sj│Ck），用概率论中的全概率公式计算勘测结果为Ck的概率P（Ck）。
由公式
计算在不同勘测结果下、油井状态为高产或低产的后验概率。
由公式 计算勘测结果为Ck 的概率P（Ck）
在相关的单元格中输入上述公式，其计算结果如表2所示：
表2 后验概率与全概率的计算结果
上表中相应的公式见下表3
表3 后验概率与全概率的计算公式
第三步：构造决策树。
本实验的决策树如下图1所示
图1 决策树
第四步：计算各方案的期望收益值，并进行决策。
决策树中各方案的期望收益计算是从右向左进行的，首先考虑第二级决策，当勘测结果是“结构好”时，如果采取“不开发”方案，则期望收益为0；如果采取“开发”方案，则当自然状态为“高产”（其修正后的后验概率为0.78）时，收益为400，当自然状态为“低产”，（其修正后的后验概率为0.22）时，收益为-200，所以，“开发”方案的期望收益=400*0。78+（-200）*0.22=268(万元)。该值可以单元格P19中输入=V17*T17+V21*T21获得.
比较两种方案的期望收益，选择“开发”方案。所以当勘测结果为“结构好”时，应选择“开发”方案，其期望收益为268万元（这里暂时未扣除勘测费用）。前去“不开发”这一方案分支，并在“结构好”的概率分支上标上期望收益为268万元。同理可得，当勘测结果为“结构中等”时，应采取“开发”方案，其期望收益为250万元；当勘测结果为“结构差”时，应采取“不开发”方案，其期望收益为0（这里暂时均未扣除勘测费用）。
比较三个方案的期望收益，取期望收益最大的方案作为最优方案，在单元格D16中输入=MAX（G10，G14，G30）
得到最大期望收益值为175万元，可见方案“先勘测”的期望收益最大，为最优方案。
因此，本实验的最优决策结果是：先勘测，当勘测结果为“结构好”或“结构中等”时开发，当勘测结果为“结果差”时，不开发，该决策的期望收益为175万元。
实验小结（要求手写）：
实验中遇到的问题及解决办法、心得、体会等等...
实验思考题（要求手写）：
1、 利用各种资源查询一个DSS的应用案例，说明它的应用环境、功能结构和所起的作用（注：此处主要说明案例的适应领域，是用来解决什么问题的，怎样解决问题的，采用哪些技术或手段，它的结构是怎样的？你觉得这个DSS如何？为什么？）。
实验二 应用层次分析法进行多目标决策
实验类型：验证性 实验学时：3
实验目的：熟悉并应用层次分析方法对多方案进行优劣排序，从而使学生掌握综合定性和定量两种方法解决问题的思维方式。。
实验内容：
某公司打算增添一台新设备，现有三种不同型号的设备，P1，P2，P3供选择，选择设备主要考虑的要素是功能、价格和维护，你将如何选择？
第一步，建立递阶层次结构模型。
图1 设备购买决策的递阶层次结构图
第二步，构造比较判断矩阵。
设比较判断矩阵A= (i.j=1,2,……，n)。比较判断矩阵中的元素a
ij
是以上一层某要素（比如说要素A）为准则，对本层次的n个元素( 比如说，要素C1，C2……C n)进行两两比较来确定的。其形式如下：
A C1 C2 …… Cj …… Cn
C1 a11 a12 a1j a1n
C2 a21 a22 a2j a2n
…… …… …… …… ……
Ci ai1 ai2 aij ain
……
Cn an1 an2 anj ann
其中，比较判断矩阵中的元素aij表示对上一层要素A要素而言，本层要素Ci的相对重要程度。
本实验中，A为目标层，其下一层的相关要素有三个：功能C1，价格C2，维护C3。通过咨询，由专家对要素C1，C2，C3进行两两比较，得到如下结果：“功能（C1）”比“价格C2”明显重要，比“维护（C3）”稍微重要，“价格C2”比“功能（C1）”明显不重要，比“维护（C3）”稍微不重要。由此构造出比较出判断矩阵A-C如下：
1 5 3
A-C= 1/5 1 1/3
1/3 3 1
. 1 1/4 2
C1-p= 4 1 8
1/2 1/8 1
1 4 1/3
C2-p= 1/4 1 1/8
3 8 1
1 1 1/3
C3-p= 1 1 1/5
3 5 1
第三步，层次单排序。
首先，估算比较判断矩阵各列的列和Sj。
其次，将比较判断矩阵A中的各个要素除以该要素所在的列的列和Sj，得到一个归一化了的新矩阵Anorm，这里归一化矩阵是指每一列和等于1的矩阵，则有，
再次，计算新矩阵Anormk中每一行的均值Wi,它就是特征向量W，它就是A矩阵中各要素的层次单排序权值。
最后，由特征向量估算特征根
第四步，层次总排序
求出最低层（方案层）相对于最高层（目标层）的相对重要性排序权值，也就是层次总排序权值，最大的为最优方案。
即C层对于总目标A的层次总排序权值，是以上一层次B的层次总排序权值为权重、对C层的层次单排序权值进行加权和得出的，如下式所示：
第五步，一致性检验
定义一致性指标ＣＩ为
定义一致性比率ＣＲ为
其中，RI为平均随机一致性指标，它是与比较判断矩阵的阶数有关的指标，即RI可查表得出，当n=3时，RI=0.52。
计算出CR，当CR≤0.1时，比较判断矩阵具有满意的一致性。
本实验具体操作步骤如下：
（1）输入比较判断矩阵如表1所示：
（2）层次单排序和归一化矩阵如表2所示：
（3）一致性检验如表3所示
表1 比较判断矩阵 表2 层次单排序
表4 层次总排序
表3一致性检验
（4）层次总排序如表4所示：
决策结果p2最优。
实验小结：
实验中遇到的问题及解决办法、心得体会等
思考题：
除了AHP方法外，解决多目标决策问题还有哪些方法？简单介绍其中的一种方法是如何解决多目标问题的?
实验三 成本预测决策支持系统的开发
（必修，4学时）
一、实验目的
熟悉和掌握决策支持技术的运行机制，掌握基于规则推理的基本方法和智能决策过程。能熟练运用所学的风险决策法、期望值法、决策树等方法对多方案进行分析和选择，确定最优方案，以进一步理解智能决策支持和专家系统等相关理论。
二、预备知识
能熟练掌握并运用某一软件如Delphi、Access、Excel、Flash等进行智能决策专家系统的局部设计和实现，掌握专家系统与智能决策支持系统等相关理论，课题设计内容不限。
决策过程与决策技术应该由以下四个步骤：
（1） 情报活动：探查环境、寻求要求决策的条件；
（2） 设计活动：创造、制订和分析可能采取的行动方案；
（3） 抉择活动：从可资利用的方案中选出行动方案；
（4） 检查活动：对过去所做的抉择进行评价
三、实验要求
根据实验目的和自身能力，自行设计实验方案，选择实验工具，拟定实验操作程序加以实现并对实验结果进行分析处理。
该实验的设计性特点要求学生具有一定的主动性、探索性，实验工具和方法不限。
四、实验内容
1．学生应了解具体的决策过程：确定目标——拟定方案——分析方案——选择方案——实施方案，依据该过程设计自己的实验。
2．学生可以根据个人兴趣和能力设计小型专家系统（包括数据库、推理机制和人机界面），进行推理判断、决策。参考课题如下：成本预测决策支持系统开发，麦粒肿诊断专家系统开发，大学生心理素质测评专家系统，动物是识别专家系统，产品市场需求预测决策支持系统，产品销售优化决策支持，产品生产优化决策支持，材料存储优化决策支持，其它经营活动决策支持等。
六、实验结论
包括设计对象、实验方案论证、实验结果分析等，具体要写成实验报告.