1. 研究目的与意义
1. 选题背景
随着计算机技术的不断发展，编程语言的数量和多样性也在不断增加。其中，Scheme编程语言是一种功能强大的函数式编程语言，主要特性是可以像操作数据一样操作函数调用。历史悠久的Scheme依然活跃，拥有针对各种计算机平台和环境的实现，例如Racket、Guile、MIT Scheme、ChezScheme等。Scheme 是 MIT 在70年代创造出来，目的之一是训练人的计算思维，以其简洁的语言环境和大量的脑力思考而著称，因而被广泛应用于教育、科学计算和研究等领域。与此同时，Python作为一种高级编程语言，具有简洁易学、功能强大等优秀特点，被广泛应用于许多领域，成为初学者和专业人员的首选语言。
2. 课题关键问题和重难点
1. 课题关键问题
3. 国内外研究现状（文献综述）
在计算机科学领域中，研究语言解释器的开发和实现一直是一个重要课题。编程语言不断发展，人们越来越关注如何改进和优化现有语言，以满足不断变化的用户需求。Scheme语言是一种功能强大的编程语言，它以其简洁和高效的特点受到广泛关注和使用。历史悠久的Scheme依然活跃，拥有针对各种计算机平台和环境的实现，例如Racket、Guile、MITScheme、Chez Scheme等。因此，基于Python的Scheme编程语言指定子集解释器的开发和实现是一个具有挑战性的课题，要求开发人员结合Python语言的优势和Scheme语言的特点，探索一种有效的实现方法。此外，由于语言解释器对编程语言的理解和使用起着至关重要的作用，因此该课题在教学和语言理解方面也具有积极意义。
1. 国内研究现状
4. 研究方案
1. 系统架构
详细描述解释器的系统架构，通常包含多个组件，它们协同工作，执行用高级编程语言编写的程序。这些组件可以被广泛归类为以下模块：词法分析模块、语法分析模块、语义分析模块、代码生成模块等。这些组件相互协作执行源代码。词法分析器和语法分析器共同分解源代码并确定其语法结构。语义分析器对源代码进行更深入的分析，以确保它在语义上是正确的，代码生成器生成机器可读代码的最终输出。执行引擎执行由代码生成器生成的机器可读代码，并管理程序的运行时环境。
总体而言，解释器的系统架构为执行高级编程语言编写的程序提供了一个框架。它确保源代码被正确分析，生成为机器可读代码，并在受控环境中执行，如图1所示。
图1 解释器的系统架构示例图
2. 模块设计
详细说明解释器的各个模块，包括词法分析模块、语法分析模块、代码生成模块等。
1）词法分析模块
| 源程序 | 词法分析 | 中间代码1 |
| '( 1' | → | '(',' ', 1 |
| ' (-23)' | → | '(','-', 23, ')' |
| ' (*4 5.6))' | → | '(','*', 4, 5.6, ')', ')' |
表1 词法分析模块
词法分析，也称为词法分析，是编译或解释高级编程语言程序的重要步骤，如表1所示。它涉及将源代码分解为一系列有意义的元素，称为令牌。令牌可以是关键字、运算符、文字和符号，代表编程语言的构建块。源代码的词法分析是在一个迭代过程中完成的，该过程检查形式不当的令牌，并确定每个令牌的类型。这个过程通常是逐行完成的，其中每一行的源代码都会扫描令牌。词法分析程序检查形式不当的令牌，并确保源代码遵循编程语言的语法和语法规则。在示例'(* 4 5.6))'中，词法分析程序会检测到令牌')'出现两次，表示形式不正确的表达式。词法分析程序处理完源代码的一行后，确定每个令牌的类型。在这个示例中，词法分析程序会确定第一个令牌'('是一个符号，第二个令牌'*'是一个运算符，第三个令牌4是整数文字，第四个令牌5.6是浮点数文字，第五个令牌')'是一个符号，最后一个令牌')'也是一个符号。2）语法分析模块
| 中间代码1 | 语法分析 | 中间代码2 |
| '(', ' ', 1 | → | Pair(' ', Pair(1, ...))printed as( 1 (- 23) (* 4 5.6)) |
| '(', '-', 23, ')' | ||
| '(','*', 4, 5.6, ')', ')' |
表2 语法分析模块
语法分析是编译或解释程序的下一个步骤。这一步涉及分析词法分析阶段生成的中间代码1序列，以确定它们的语法结构，并确保源代码符合编程语言的语法，如表2所示。语法分析通常使用树递归过程来执行，该过程平衡括号并构建树状结构。该结构代表源代码的语法结构，是编译器或解释器的后续阶段使用的。在示例 '(', ' ', 1, ...'中，语法分析将令牌序列转换为树状结构，由Pair(' ', Pair(1,...))表达式表示。这种树状结构准确地表示了表达式的语法结构，并且可以轻松地由编译器或解释器的后续阶段处理。语法分析阶段对编译或解释过程的成功至关重要。它确保源代码在语法上正确，遵循编程语言的语法规则。语法分析阶段也提供了方便的源代码表示，容易由解释器的后续阶段处理。语法分析过程通常涉及一次处理多行源代码，确保源代码被全面分析。
3）代码生成模块
代码生成模块是编译器或解释器过程中的关键部分。它将语法分析阶段生成的树形结构转换为能够被目标平台执行的形式。代码生成模块生成的代码是编译器或解释器的最终输出。它是源代码的低级表示，可由目标平台执行。代码生成模块负责确保生成的代码正确且在目标平台上性能最佳。除了生成目标代码外，代码生成模块还可能生成调试信息，例如行号、符号表和调试符号。这些信息由调试工具用于协助调试生成的代码。
5. 工作计划
2022-2023-1学期：第15-16周：完成选题，查阅相关中英文资料，进行相关技术的学习；第17周：与导师沟通进行课题总体规划；第18-19周：导师下发毕业设计（论文）任务书，学生根据导师的要求进行外文翻译，列出开题报告大纲，进行开题报告的撰写与提交，并进行课题的需求分析；2022-2023-2学期：第1周：在导师的指导下进行课题详细设计；第2-3周：在导师指导下进行课题模块化设计并进行模块代码编写与调试；第4周：中期检查；第5周：提交论文提纲给指导老师审阅，在指导老师审阅通过之后，按照提纲撰写毕业论文初稿；第6周：继续撰写毕业论文初稿；第7周：对撰写的毕业设计报告（论文）进行严格检查，在导师指导下，修改、完善毕业论文并打印装订成册；第8周：提交报告论文终稿及合格的论文检测报告、毕业设计（论文）资料装袋；第9周：审查论文检测报告、指导教师和评阅教师完成论文的评阅，根据评阅意见进一步优化论文；第10周：筹备毕业答辩相关事宜，制作参加毕业答辩的演示课件；
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
