opora

Recommendations

Info

Kapitola 1 Úvod Teorie formálních jazyků a vyčíslitelnost představují klasické a velmi důležité oblasti teoretické informatiky. Základy novodobé historie těchto disciplín položil v roce 1956 americký matematik Noam Chomsky, který v souvislosti se studiem přirozených jazyků vytvořil matematický model gramatiky jazyka. Realizace původních představ, formalizovat popis přirozeného jazyka takovým způsobem, aby mohl být automatizován překlad z jednoho přirozeného jazyka do druhého nebo aby přirozený jazyk sloužil jako prostředek komunikace člověka s počítačem, se ukázala velmi obtížnou a teprve současné výsledky můžeme považovat alespoň za slibné. Začala se však vyvíjet vlastní teorie jazyků, která nyní obsahuje bohaté výsledky v podobě matematicky dokázaných tvrzení – teorémů. Tato teorie pracuje se dvěma duálními matematickými entitami, s gramatikou a s automatem, představující abstraktní matematický stroj. Zatímco gramatika umožňuje vetšinou snáze popsat strukturu vět formálního jazyka, automat dovede tuto strukturu snaze identifikovat a zpracovávat. Poznatky teorie formálních jazyků mají význam nejen ve všech oblastech informatiky a informačních technologií, ale jejich aplikace zasahují do téměř nespočetné řady technických i netechnických oborů. Dodávají algoritmy, jež jsou podkladem pro konstrukci reálných programů či zařízení zpracovávajících informaci ve tvaru vět formálního jazyka. Stanovují však také možnosti a omezení algoritmických postupů řešení problémů; odhalují problémy, které jsou algoritmicky nerozhodnutelné, tj. problémy, jejichž řešení nelze dosáhnout v konečném čase. Teorie formálních jazyků našla doposud největší uplatnění v oblasti programovacích jazyků. Krátce po Chomského definici gramatiky formálního jazyka a klasifikaci formálních jazyků (Chomského hierarchii formálních jazyků), Backus a Nauer použili základních objektů gramatiky pro definici syntaxe programovacího jazyka Algol 60 (ve tvaru formalismu, jež se nazývá Backus-Nauerova forma). Další vývoj pak přímočaře vedl k aplikacím teorie jazyků v oblasti překladačů programovacích jazyků. Stanovení principů syntaxí řízeného překladu a generátorů překladačů (programovacích systémů, které na základě formálního popisu syntaxe a sémantiky programovacího jazyka vytvoří jeho překladač) představuje kvalitativní skok při konstrukci překladačů umožňující automatizovat náročnou programátorskou práci spojenou s implementací programovacích jazyků. V současné době je teorie formálních jazyků spolu s matematickou logikou základem ambiciozních výzkumných programů zaměřených na formální verifikace technických i programových prostředků, vedoucí k větší spolehlivosti a bezpečnosti počítačových aplikací. 5
KAPITOLA 1. ÚVOD 6 1.1 Obsahové a metodické informace o předmětu Teoretická informatika 1.1.1 Cíle předmětu Rozšíření znalostí teorie formálních jazyků a osvojení základů teorie vyčíslitelnosti a základních pojmů výpočetní složitosti. 1.1.2 Anotace předmětu Aplikace teorie formálních jazyků v informatice a informačních technologiích (překladače, modelování a analýza systémů, lingvistika, biologie atd.), modelovací a rozhodovací síla formálního modelu, regulární jazyky a jejich vlastnosti, minimalizace konečného automatu, bezkontextové jazyky a jejich vlastnosti, Turingovy stroje, vlastnosti rekurzivních a rekurzivně vyčíslitelných jazyků, vyčíslitelné funkce, nerozhodnutelnost, nerozhodnutelné problémy teorie formálních jazyků, úvod do výpočetní složitosti. 1.1.3 Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti Základní znalosti z binárních relací, teorie grafů a formálních jazyků včetně konečných a zásobníkových automatů a pojmů algoritmické složitosti. 1.1.4 Osnova přednášek a přiřazení ke kapitolám opory Kapitola 2 Úvod, aplikace teorie formálních jazyků, modelovací a rozhodovací síla formálního modelu, operace nad jazyky. Kapitola 3 Regulární jazyky a jejich vlastnosti, Kleenova věta, Nerodova věta, věta o vkládání (Pumping theorem). Minimalizace konečného automatu, relace nerozlišitelnosti stavů, konstrukce redukovaného konečného automatu. Uzávěrové vlastnosti regulárních jazyků, regulární jazyky jako množinová Booleova algebra, rozhodnutelné problémy regulárních jazyků. Kapitola 4 Bezkontextové jazyky a jejich vlastnosti. Normální tvary bezkontextových gramatik, jednoznačné a deterministické bezkontextové jazyky, věta o vkládání pro bezkontextové jazyky. Zásobníkové automaty, varianty zásobníkových automatů, ekvivalence bezkontextových jazyků a jazyků přijímaných zásobníkovými automaty, deterministický zásobníkový automat. Uzávěrové vlastnosti bezkontextových jazyků, uzavřenost vzhledem k substituci, důsledky, rozhodnutelné problémy bezkontextových jazyků. Kapitola 5 Turingovy stroje (TS), definice TS a jazyka přijímaného TS, rekurzivně vyčíslitelné a rekurzivní jazyky a problémy, TS a funkce, metody konstrukce TS. Modifikace TS, TS s obousměrně nekonečnou páskou, s více páskami, nedeterministický TS, stroj se dvěma zásobníky, stroje s čitači. TS a jazyky typu 0, diagonalizace, vlastnosti rekurzivních a rekurzivně vyčíslitelných jazyků, lineárně ohraničené automaty a jazyky typu 1. Vyčíslitelné funkce, počáteční funkce, primitivně rekurzivní funkce, mí-rekurzivní funkce, vztah vyčíslitelných funkcí a Turingových strojů. Church-Turingova téze, univerzální TS, nerozhodnutelnost, problém zastavení TS, redukce, Postův korespondenční problém.
Page 1 and 2: Teoretická informatika TIN Studijn
Page 3 and 4: OBSAH 2 4 Bezkontextové jazyky a z
Page 5: OBSAH 4 7.2 Třídy složitosti . .
Page 9 and 10: Kapitola 2 Jazyky, gramatiky a jeji
Page 11 and 12: KAPITOLA 2. JAZYKY, GRAMATIKY A JEJ
Page 23 and 24: KAPITOLA 3. REGULÁRNÍ JAZYKY 22
Page 25 and 26: KAPITOLA 3. REGULÁRNÍ JAZYKY 24 3
Page 27 and 28: KAPITOLA 3. REGULÁRNÍ JAZYKY 26 D
Page 33 and 34: KAPITOLA 3. REGULÁRNÍ JAZYKY 32 V
Page 49 and 50: KAPITOLA 3. REGULÁRNÍ JAZYKY 48 P
Page 53 and 54: KAPITOLA 3. REGULÁRNÍ JAZYKY 52 C
Page 55 and 56: KAPITOLA 4. BEZKONTEXTOVÉ JAZYKY A
Page 57 and 58:
KAPITOLA 4. BEZKONTEXTOVÉ JAZYKY A
Page 59 and 60:
Page 61 and 62:
Page 63 and 64:
Page 65 and 66:
Page 67 and 68:
Page 69 and 70:
Page 71 and 72:
Page 73 and 74:
Page 75 and 76:
Page 77 and 78:
Page 79 and 80:
Page 81 and 82:
Page 83 and 84:
Page 85 and 86:
Page 87 and 88:
Page 89 and 90:
Page 91 and 92:
Page 93 and 94:
Page 95 and 96:
Page 97 and 98:
Page 99 and 100:
Page 101 and 102:
Kapitola 5 Turingovy stroje Cílem
Page 103 and 104:
KAPITOLA 5. TURINGOVY STROJE 102 5.
Page 105 and 106:
KAPITOLA 5. TURINGOVY STROJE 104
Page 107 and 108:
KAPITOLA 5. TURINGOVY STROJE 106 L:
Page 109 and 110:
KAPITOLA 5. TURINGOVY STROJE 108 St
Page 111 and 112:
KAPITOLA 5. TURINGOVY STROJE 110 p
Page 113 and 114:
KAPITOLA 5. TURINGOVY STROJE 112
Page 115 and 116:
KAPITOLA 5. TURINGOVY STROJE 114 -
Page 117 and 118:
Page 119 and 120:
KAPITOLA 5. TURINGOVY STROJE 118 D
Page 121 and 122:
Page 123 and 124:
Page 125 and 126:
KAPITOLA 6. MEZE ROZHODNUTELNOSTI 1
Page 127 and 128:
Page 129 and 130:
Page 131 and 132:
Page 133 and 134:
Page 135 and 136:
Page 137 and 138:
Page 139 and 140:
Page 141 and 142:
Page 143 and 144:
Page 145 and 146:
Page 147 and 148:
KAPITOLA 7. SLOŽITOST 146 7.1.3 Sl
Page 149 and 150:
KAPITOLA 7. SLOŽITOST 148 Příkla
Page 151 and 152:
KAPITOLA 7. SLOŽITOST 150 • Napr
Page 153 and 154:
KAPITOLA 7. SLOŽITOST 152 7.2.4 Ne
Page 155 and 156:
KAPITOLA 7. SLOŽITOST 154 • Stro
Page 157 and 158:
KAPITOLA 7. SLOŽITOST 156 7.3.4 Uz
Page 159 and 160:
KAPITOLA 7. SLOŽITOST 158 Pokud pr
Page 161 and 162:
KAPITOLA 7. SLOŽITOST 160 7.5.1 Po
Page 163 and 164:
KAPITOLA 7. SLOŽITOST 162 7.5.4 V
Page 165 and 166:
KAPITOLA 7. SLOŽITOST 164 6. Uveď
show all

opora

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?