Předmět je základní jednotka výuky, jejímž prostřednictvím si student osvojí ucelenou část souboru znalostí a dovedností, potřebnou pro zvládnutí studijního oboru/specializace. Za věcný obsah předmětu zodpovídá garant předmětu. Časovou náročnost předmětu zhruba vyjadřuje atribut předmětu rozsah kontaktní výuky. Například rozsah = 2+2 značí, že předmět bude mít týdně dvě hodiny přednášek a dvě hodiny cvičení týdně. Na závěr semestru musí vyučující provést vyhodnocení, nakolik si ten který student osvojil poznatky a dovednosti, kterých měl během výuky nabýt. Jakým způsobem toto hodnocení vyučující provedou určuje atribut způsob zakončení. U předmětu lze definovat, že předmět je zakončen pouze zápočtem(Z), klasifikovaným zápočtem(KZ), pouze zkouškou(ZK), nebo zápočtem a zkouškou(Z,ZK). Náročnost úspěšného absolvování předmětu je vyjádřena ECTS kreditními body. Výuka předmětu probíhá během semestru. Opakovaně se předmět vyučuje vždy v zimním(Z), nebo v letním(L) semestru každého akademického roku. Výjimečně může předmět být nabízen studentům v obou semestrech(Z,L). Za organizační zajištění výuky zodpovídá přiřazená katedra, která zejména vytvoří časový rozvrh předmětu a zajistí pro předmět vyučující. Někteří přednáší a zkouší, jiní vedou cvičení a udělují zápočty.
Obsahová náplň a další organizační informace, týkající se předmětu je popsána pomocí různých popisných textů(anotace, týdenní osnova, literatura, apod.)
$DODATEK_POPIS
BI-AAG | Automaty a gramatiky | Rozsah kontaktní výuky: | 2P+2C | ||
---|---|---|---|---|---|
Vyučující: | Způsob zakončení: | Z,ZK | |||
Zodpovědná katedra: | 18101 | ECTS Kredity: | 6 | Semestr: | Z |
Anotace:
Studenti získají základní teoretické a implementační znalosti o konstrukci, použití a vzájemných transformací konečných automatů, regulárních výrazů a regulárních gramatik, o překladových konečných automatech a o konstrukci a použití zásobníkových automatů. Znají hierarchii formálních jazyků a rozumějí vztahům mezi formálními jazyky a automaty. Znalosti z teorie automatů umějí aplikovat pro řešení praktických problémů z oblasti vyhledávání v textu, kompresi dat, jednoduchých překladů a návrhu číslicových obvodů.
Osnovy přednášek:
1. | Motivace pro studium formálních jazyků. Základní pojmy (jazyk, abeceda, gramatika, automat), Chomského hierarchie. | |
2. | Deterministické a nedeterministické konečné automaty (DKA a NKA), NKA s epsilon přechody. | |
3. | Operace s automaty (převod na NKA bez epsilon přechodů, na DKA, minimalizace), průnik, sjednocení. | |
4. | Programová realizace DKA a NKA, obvodová realizace. | |
5. | Rozšíření o překlad, Mealey, Moore, převody. | |
6. | Operace s regulárními gramatikami, převody na KA. | |
7. | Regulární výrazy, převody mezi regulárními výrazy, konečnými automaty a regulárními gramatikami, Kleenova věta. | |
8. | Principy využití regulárních výrazů v UNIXu (grep, egrep, perl, PHP, ...). | |
9. | Konečný automat jako lexikální analyzátor, lex/flex generátory. | |
10. | Vlastnosti regulárních jazyků (pumping lemma, Nerodova věta). | |
11. | Jazyky bezkontextové, zasobníkový automat. | |
12. | Analýza bezkontextových jazyků (nedeterministická versus deterministická). | |
13. | Jazyky kontextové a neomezené, Turingův stroj. Třídy P, NP, NPC, NPH. |
Osnovy cvičení:
1. | Ukázky formálních jazyků. Intuitivní návrh gramatik pro jazyky zadané množinově. Odhad umístění jazyka v Chomského hierarchii. | |
2. | Intuitivní návrh konečných automatů (DKA, NKA, s epsilon-přechody) pro zadaný jazyk. | |
3. | Převody a kompozice KA. | |
4. | Implementace KA. | |
5. | Návrh KA s výstupní funkcí a jeho implementace. | |
6. | Převody gramatik na KA a zpět. | |
7. | Návrh, úpravy a převody regulárních výrazů. | |
8. | Využití regulárních výrazů pro řešení úloh ze zpracování textu (např. sh, grep, sed, perl). | |
9. | Návrh a implementace lexikálního analyzátoru. | |
10. | Klasifikace jazyků. | |
11. | Příklady bezkontextových jazyků, návrh zásobníkových automatů. | |
12. | Ukázky deterministické analýzy bezkontextových jazyků (např. LL, yacc, bison). | |
13. | Příklady kontextových a neomezených jazyků, návrh gramatik a Turingových strojů. |
Literatura:
1. | Aho, A. V., Lam, M. S., Sethi, R., Ullman, J. D. "Compilers: Principles, Techniques, and Tools" (2nd Edition). Addison Wesley, 2007. ISBN 0321486811. | |
2. | Kozen, D. C. "Automata and Computability". Springer, 1997. ISBN 0387949070. | |
3. | Melichar, B., Holub, J., Mužátko, P. "Languages and Translations". Praha: Publishing House of CTU, 1997. ISBN 80-01-01692-7. |
Požadavky:
Předpokládá se schopnost aktivního algoritmického řešení základních typů úloh a znalost základů C++.
|
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
Stránka vytvořena 28. 3. 2024, semestry: Z/2022-3, L/2020-1, L/2019-20, L/2023-4, L/2022-3, Z/2023-4, Z/2019-20, Z/2021-2, Z/2020-1, L/2021-2, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů | Návrh a realizace: J. Novák, I. Halaška |