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title: "IFM 3.1: Compilerbau (Winter 2025/26)"

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Kursbeschreibung

Der Compiler ist das wichtigste Werkzeug in der Informatik. In der Knigsdisziplin der Informatik schliet sich der Kreis, hier kommen die unterschiedlichen Algorithmen und Datenstrukturen und Programmiersprachenkonzepte zur Anwendung.

In diesem Modul geht es um ein grundlegendes Verstndnis fr 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 fr C++ ein.

berblick Modulinhalte

1. Lexikalische Analyse: Scanner/Lexer
   • Regulre Sprachen
   • Generierung mit ANTLR
2. Syntaxanalyse: Parser
   • Kontextfreie Grammatiken (CFG)
   • LL-Parser (Top-Down-Parser)
   • Generierung mit ANTLR
3. Semantische Analyse: Symboltabellen
   • Namen und Scopes
   • Typen, Klassen, Polymorphie
4. Interpreter: AST-Traversierung
5. C++ als zu verarbeitende Programmiersprache

Team

• BC George
• Carsten Gips (Sprechstunde nach Vereinbarung)

Kursformat

| Vorlesung (2 SWS) | Praktikum (2 SWS) | |:-----------------------------|:-----------------------------------------| | Do, 15:45 - 17:15 Uhr (Zoom) | G1: Mi, 09:45 - 11:15 Uhr (Zoom) | | | G2: Mi, 11:30 - 13:00 Uhr (Zoom) | | | G3: Mi, 09:45 - 11:15 Uhr (Prsenz J101) | | | G4: Mi, 11:30 - 13:00 Uhr (Prsenz J101) |

Durchfhrung der Vorlesung als Flipped Classroom (Carsten) bzw. als regulre Vorlesung (BC). Zugangsdaten Zoom siehe ILIAS.

Fahrplan

Hier finden Sie einen abonnierbaren Google Kalender mit allen Terminen der Veranstaltung zum Einbinden in Ihre Kalender-App.

Abgabe der bungsbltter jeweils Montag bis 09:00 Uhr im ILIAS. Vorstellung der Lsung im jeweiligen Praktikum in der Abgabewoche.

| Woche | Vorlesung: Selbststudium (Vorbereitung) | Vorlesung: Gemeinsame Sitzung | Praktikum | Edmonton/Minden-Meetings | |:-----------|:------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|:----------------------------------------------------------------------------------------------------------------|:-----------------------------------------------|:------------------------------------------------------------------------------------| | W01 / KW41 | berblick | Sprachen | Anwendungen | Orga (Zoom) | | | | W02 / KW42 | | Regulre Sprachen 1 | | | | W03 / KW43 | | Regulre Sprachen 2 || CFG | B01 Regulre Sprachen | | | W04 / KW44 | Lexer mit ANTLR | Parser mit ANTLR | B02 CFG | | | W05 / KW45 | | LL-Parser | B03 ANTLR | Mo, 03.11., 18:00 - 19:00 Uhr (online): Edmonton/Minden: ANTLR + Live-Coding | | W06 / KW46 | Lexer (Implementierung) | LL-Parser (Implementierung) | | | | W07 / KW47 | Symboltabellen: berblick | Scopes | Funktionen | Klassen | B04 LL hand coded | | | W08 / KW48 | AST-basierte Interpreter 1 | AST-basierte Interpreter 2 | B05 Semantische Analyse | | | W09 / KW49 | C++ I: Basics | Pointer & Referenzen | | Mo, 01.12., 18:00 - 19:00 Uhr (online): Edmonton/Minden: Minden Presentations | | W10 / KW50 | C++ II: Klassen | Big Three | Operatoren | Vererbung & Polymorphie | B06 Interpreter | Mo, 08.12., 18:00 - 19:00 Uhr (online): Edmonton/Minden: Edmonton Presentations | | W11 / KW51 | | Sprechstunde | B07 C++ | | | - / KW52 | | Weihnachtspause | | | | - / KW01 | | Weihnachtspause | | | | W12 / KW02 | | Sprechstunde | Freies Arbeiten B08 | | | W13 / KW03 | | Sprechstunde | Freies Arbeiten B08 | | | W14 / KW04 | Prfungsvorbereitung | Rckblick (Zoom) | B08 Mini-Projekt | |

Prfungsform, Note und Credits

(Digitale) Klausur plus Studienleistung, 5 ECTS

• Studienleistung: "Portfolio"

  Kriterien je Team (3 Personen):

1.  Aktive Teilnahme an mind. zwei der drei Edmonton/Minden-Termine
2.  Mind. vier der sieben bungsbltter B01..B07 erfolgreich bearbeitet[^1]
3.  Mini-Projekt (B08) erfolgreich bearbeitet
4.  Vortrag ber Mini-Projekt (B08) am Semesterende (W14), pro Team 15 Minuten

Je Kriterium: Abgabe eines Post Mortem[^2] im ILIAS (**jede Person
individuell**)

• Gesamtnote: (Digitale) Klausur im B40 (90 Minuten)

[^1]: "erfolgreich bearbeitet": Bearbeitung in 3er Teams, alle Aufgaben/Punkte bearbeitet, fristgerechte Abgabe des ausreichenden Post Mortems im ILIAS

[^2]: Post Mortem: Jede Person beschreibt in der ILIAS-Abgabe individuell(!) die Bearbeitung des jeweiligen Kriteriums bzw. die Teilnahme am Edmonton/Minden-Meeting zurckblickend mit mind. 200 bis max. 400 Wrtern (Nutzlast; berschriften und Links zhlen nicht mit). Gehen Sie dabei aussagekrftig und nachvollziehbar auf folgende Punkte ein:

1.  Zusammenfassung: Was wurde gemacht bzw. was wurde auf dem Meeting
    besprochen?
2.  Details: Kurze Beschreibung besonders interessanter Aspekte der Umsetzung
    bzw. des Meetings.
3.  Reflexion: Was war der schwierigste Teil bei der Bearbeitung? Wie haben Sie
    dieses Problem gelst?
4.  Reflexion: Was haben Sie gelernt oder (besser) verstanden?
5.  Team: Mit wem haben Sie zusammengearbeitet?
6.  Link zu Ihrem Repo mit den relevanten Artefakten (Lsung, Slides fr den
    Vortrag, ...).

Fr die Edmonton/Minden-Meetings passen Sie bitte die Punkte (1) bis (4)
entsprechend inhaltlich an, (5) und (6) entfallen.

Siehe auch
https://github.com/Compiler-CampusMinden/CB-Vorlesung-Bachelor-W25/discussions/3.

Materialien

1. "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 ber die O'Reilly-Lernplattform.
2. "Crafting Interpreters". Nystrom, R., Genever Benning, 2021. ISBN 978-0-9905829-3-9. Online.
3. "The Definitive ANTLR 4 Reference". Parr, T., Pragmatic Bookshelf, 2014. ISBN 978-1-9343-5699-9. Online ber die O'Reilly-Lernplattform.
4. "Writing a C Compiler". Sandler, N., No Starch Press, 2024. ISBN 978-1-0981-8222-9. Online ber die O'Reilly-Lernplattform.

Frderungen und Kooperationen

Kooperation mit University of Alberta, Edmonton (Kanada)

ber das Projekt "We CAN virtuOWL" der Fachhochschule Bielefeld ist im Frhjahr 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 fr beide Hochschulen anbieten zu knnen. (Diese Termine werden in englischer Sprache durchgefhrt.)

LICENSE

Unless otherwise noted, this work by BC George, Carsten Gips and contributors is licensed under CC BY-SA 4.0. See the credits for a detailed list of contributing projects.