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
BIK-AAG.21 | Automaty a gramatiky | Rozsah kontaktní výuky: | 14KP+4KC | ||
---|---|---|---|---|---|
Vyučující: | Šestáková E., Guth O. | Způsob zakončení: | Z,ZK | ||
Zodpovědná katedra: | 18101 | ECTS Kredity: | 5 | 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. Deterministické a nedeterministické konečné automaty (DKA a NKA), NKA s epsilon přechody. | |
2. | Operace s automaty (převod na NKA bez epsilon přechodů, na DKA, minimalizace), průnik, sjednocení. Programová realizace DKA a NKA, obvodová realizace. | |
3. | Rozšíření o překlad, Mealey, Moore, převody. Operace s regulárními gramatikami, převody na KA. | |
4. | Regulární výrazy, převody mezi regulárními výrazy, konečnými automaty a regulárními gramatikami, Kleenova věta. Principy využití regulárních výrazů v UNIXu (grep, egrep, perl, PHP, ...). | |
5. | Konečný automat jako lexikální analyzátor, lex/flex generátory. Vlastnosti regulárních jazyků (pumping lemma, Nerodova věta). | |
6. | Jazyky bezkontextové, zasobníkový automat. Analýza bezkontextových jazyků (nedeterministická versus deterministická). | |
7. | Jazyky kontextové a neomezené, Turingův stroj. |
Osnovy cvičení:
1. | Ukázky formálních jazyků. Intuitivní návrh gramatik pro jazyky zadané množinově. Odhad umístění jazyka v Chomského hierarchii. Intuitivní návrh konečných automatů (DKA, NKA, s epsilon-přechody) pro zadaný jazyk. Převody a kompozice KA. Implementace KA. Návrh KA s výstupní funkcí a jeho implementace. | |
2. | Převody gramatik na KA a zpět. Návrh, úpravy a převody regulárních výrazů. Využití regulárních výrazů pro řešení úloh ze zpracování textu (např. sh, grep, sed, perl). Návrh a implementace lexikálního analyzátoru. Klasifikace jazyků. | |
3. | Příklady bezkontextových jazyků, návrh zásobníkových automatů. Ukázky deterministické analýzy bezkontextových jazyků (např. LL, yacc, bison). Příklady kontextových a neomezených jazyků, návrh gramatik a Turingových strojů. |
Literatura:
1. | Sipser M. : Introduction to the Theory of Computation. Cengage Learning Custom Publishing, 2020. ISBN 978-0357670583. | |
2. | Hopcroft J.E., Motwani R., Ullman J. D. : Introduction to Automata Theory, Languages, and Computation, 3rd Edition. Pearson, 2008. ISBN 978-8131720479. | |
3. | Kozen D. C. : Automata and Computability. Springer, 1997. ISBN 978-0387949079. | |
4. | Šestáková E.: Automaty a gramatiky: Sbírka řešených příkladů, ČVUT 2017, ISBN 978-80-01-06306-4 | |
5. | Šestáková E.: Automata and Grammars, A Collection of exercises and Solutions, ČVUT, 2018, ISBN 978-80-01-06462-7 |
Požadavky:
Znalosti základních datových struktur a základů programování.
|
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
Stránka vytvořena 29. 4. 2024, semestry: Z/2023-4, Z/2019-20, L/2021-2, L/2020-1, L/2022-3, Z/2021-2, L/2019-20, Z/2022-3, Z/2020-1, L/2023-4, Z/2024-5, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů | Návrh a realizace: J. Novák, I. Halaška |