Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2018/2019

Automaty a gramatiky

Přihlášení do KOSu pro zápis předmětu Zobrazit rozvrh
Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
BI-AAG Z,ZK 6 2P+2C česky
Přednášející:
Jan Janoušek, Jan Holub (gar.)
Cvičící:
Jan Janoušek, Ondřej Guth, Tomáš Pecka, Štěpán Plachý, Radomír Polách, Martin Svoboda, Eliška Šestáková, Jan Trávníček
Předmět zajišťuje:
katedra teoretické informatiky
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.

Požadavky:

Znalosti základních datových struktur a základů programování.

Osnova 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.

Osnova 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.

Cíle studia:

Předmět si klade za cíl seznámit studenty s konečnými automaty, regulárními výrazy, gramatikami a překladovými konečnými automaty s důrazem na praktické využití. Dále pak seznámí studenta s třídou bezkontextových jazyků, základním použitím zásobníkových automatů a s hierarchií jazyků pro jeho snazší orientaci v problematice. Znalosti získané v tomto předmětu naleznou uplatnění při návrhu algoritmů pro vyhledávání vzorků, kompresi dat, překlad, jednoduchou syntaktickou analýzu a při návrhu číslicových obvodů.

Studijní materiály:

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.

Poznámka:

Informace o předmětu a výukové materiály naleznete na https://courses.fit.cvut.cz/BI-AAG/Rozsah=prednasky+proseminare+cviceni2p+2c

Další informace:
https://courses.fit.cvut.cz/BI-AAG/
Rozvrh na zimní semestr 2018/2019:
06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po
místnost T9:155
Janoušek J.
14:30–16:00
(přednášková par. 2)
Dejvice
Posluchárna
místnost T9:347
Polách R.
16:15–17:45
(přednášková par. 2
paralelka 201)

Dejvice
NBFIT učebna
místnost T9:347
Polách R.
18:00–19:30
(přednášková par. 2
paralelka 202)

Dejvice
NBFIT učebna
Út
místnost TK:BS
Holub J.
11:00–12:30
(přednášková par. 1)
Dejvice
NTK Ballingův sál
místnost T9:346
Polách R.
14:30–16:00
(přednášková par. 2
paralelka 206)

Dejvice
NBFIT učebna
místnost TH:A-1342
Plachý Š.
16:15–17:45
(přednášková par. 2
paralelka 207)

Thákurova 7 (FSv-budova A)
St
Čt
místnost TH:A-1342
Svoboda M.
09:15–10:45
(přednášková par. 2
paralelka 203)

Thákurova 7 (FSv-budova A)
místnost TH:A-1242
Trávníček J.
12:45–14:15
(přednášková par. 1
paralelka 101)

Thákurova 7 (FSv-budova A)
místnost T9:301
Svoboda M.
14:30–16:00
(přednášková par. 1
paralelka 102)

Dejvice
NBFIT učebna
místnost T9:301
Svoboda M.
16:15–17:45
(přednášková par. 1
paralelka 103)

Dejvice
NBFIT učebna
místnost T9:301
Guth O.
18:00–19:30
(přednášková par. 1
paralelka 104)

Dejvice
NBFIT učebna
místnost T9:346
Šestáková E.
09:15–10:45
(přednášková par. 2
paralelka 209)

Dejvice
NBFIT učebna
místnost T9:346
Šestáková E.
11:00–12:30
(přednášková par. 2
paralelka 204)

Dejvice
NBFIT učebna
místnost TH:A-1342
Svoboda M.
11:00–12:30
(přednášková par. 2
paralelka 210)

Thákurova 7 (FSv-budova A)

místnost T9:346
Šestáková E.
09:15–10:45
(přednášková par. 1
paralelka 105)

Dejvice
NBFIT učebna
místnost T9:346
Šestáková E.
11:00–12:30
(přednášková par. 1
paralelka 106)

Dejvice
NBFIT učebna
místnost T9:347
Trávníček J.
12:45–14:15
(přednášková par. 1
paralelka 107)

Dejvice
NBFIT učebna
místnost T9:302
Šestáková E.
14:30–16:00
(přednášková par. 1
paralelka 108)

Dejvice
NBFIT učebna
místnost T9:302
Šestáková E.
16:15–17:45
(přednášková par. 1
paralelka 109)

Dejvice
NBFIT učebna
místnost T9:302
Guth O.
18:00–19:30
(přednášková par. 1
paralelka 110)

Dejvice
NBFIT učebna
Rozvrh na letní semestr 2018/2019:
Rozvrh není připraven
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 22. 7. 2019
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese http://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet1122206.html