Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 694637)
Контекстум

Automata Theory and Formal Languages: A Practical Handbook (309,00 руб.)

0   0
Первый авторМогилевская Н. С.
ИздательствоРостов н/Д.: Изд-во ЮФУ
Страниц208
ID951669
АннотацияУчебное пособие предназначено для студентов бакалавриата направления 02.03.02 «Фундаментальная информатика и информационные технологии», изучающих курс «Automata Theory and Formal Languages» на английском языке. Издание также будет полезно преподавателям, ведущим практические занятия по данной дисциплине.
Кому рекомендованоПособие содержит ключевые теоретические положения теории автоматов и формальных языков, а также обширный практикум, включающий разобранные примеры, задания для аудиторной работы и задачи для самостоятельного решения.
ISBN978-5-9275-5065-4
УДК519.713:004(075.8)
ББК22.18+32.815 я73
Могилевская, Н.С. Automata Theory and Formal Languages: A Practical Handbook : учебное пособие / Н.С. Могилевская .— Ростов-на-Дону : Изд-во ЮФУ, 2025 .— 208 с. — ISBN 978-5-9275-5065-4 .— URL: https://rucont.ru/efd/951669 (дата обращения: 23.04.2026)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Automata_Theory_and_Formal_Languages_A_Practical_Handbook.pdf
Стр.3
Стр.4
Стр.5
Стр.6
Стр.7
Automata_Theory_and_Formal_Languages_A_Practical_Handbook.pdf
УДК 519.713:004(075.8) ББК 22.18+32.815 я73 М74 Печатается по решению кафедры Алгебры и дискретной математики института математики, механики и компьютерных наук им. И. И. Воровича Южного федерального университета (протокол № 8 от 09.06.2025) Рецензенты: доктор физико-математических наук, профессор кафедры высшей математики Московского физико-технический институт (МФТИ) В. А. Стукопин; доктор технических наук, заведующий кафедрой Алгебры и дискретной математики ИММиКН ЮФУ Б. Я. Штейнберг Могилевская, Н. С. М74 Automata Theory and Formal Languages: A Practical Handbook : учебное пособие / Н. С. Могилевская ; Южный федеральный университет. – Ростов-на-Дону ; Таганрог : Издательство Южного федерального университета, 2025. – 206 с. ISBN 978-5-9275-5065-4 Учебное пособие предназначено для студентов бакалавриата направления 02.03.02 «Фундаментальная информатика и информационные технологии», изучающих курс «Automata Theory and Formal Languages» на английском языке. Издание также будет полезно преподавателям, ведущим практические занятия по данной дисциплине. Пособие содержит ключевые теоретические положения теории автоматов и формальных языков, а также обширный практикум, включающий разобранные примеры, задания для аудиторной работы и задачи для самостоятельного решения. УДК 519.713:004(075.8) ББК 22.18+32.815 я73 ISBN 978-5-9275-5065-4 © Южный федеральный университет, 2025 © Могилевская Н. С., 2025 © Иллюстрации Амрахова А. И., 2025 2
Стр.3
Content Foreword .................................................................................................... 7 Introduction ................................................................................................ 9 1. Symbols, Strings and Languages .................................................... 11 1.1. Alphabet, Strings, Operations over Strings ......................................... 11 1.2. Languages, Operation over Languages ............................................... 15 1.3. Solved Examples .................................................................................. 19 1.4. Class Exercises ..................................................................................... 22 1.5. Exercises for Self-Study ....................................................................... 23 1.6. Self-Assessment Questions .................................................................. 26 2. Formal Grammars ............................................................................ 27 2.1. Definition of Formal Grammar ........................................................... 27 2.2. Classification of Grammars (Chomsky Hierarchy) ............................ 32 2.3. Note on the Relationship Between Grammar and Language ............ 35 2.4. Solved Examples .................................................................................. 38 2.5. Class Exercises ..................................................................................... 42 2.6. Exercises for Self-Study ....................................................................... 44 2.7. Self-Assessment Questions .................................................................. 48 3. Regular Expressions ......................................................................... 49 3.1. Introduction to Regular Expressions ................................................... 49 3.2. Regular Sets and Regular Languages .................................................. 50 3.3. Properties of Regular Expressions ....................................................... 53 3.4. Order of Operations in Regular Expressions. ..................................... 55 3.5. Regular Expression Equations ............................................................. 56 3.6. System of Equations with Regular Coefficients ................................. 58 3
Стр.4
3.7. Regular and Right-Linear Languages ................................................. 61 3.8. Solved Examples .................................................................................. 65 3.9. Class Exercises ..................................................................................... 72 3.10. Exercises for Self-Study ...................................................................... 74 3.11. Self-Assessment Questions ................................................................. 78 4. Finite Automata ................................................................................ 79 4.1. Main Definitions .................................................................................. 80 4.2. Graph of a Finite Automaton ............................................................... 84 4.3. Extending Incomplete DFA to Completely Specified DFA .............. 88 4.4. Equivalence of NFA and DFA ............................................................. 89 4.5. Finite Automaton with ε-Transitions (ε-NFA) ................................... 92 4.6. Equivalence of ε-NFA and DFA ......................................................... 96 4.7. Comparison ε-NFA, NFA and DFA .................................................. 100 4.8. Minimization of Finite Automata ...................................................... 101 4.9. Solved Examples ................................................................................ 118 4.10. Class Exercises ................................................................................... 130 4.11. Exercises for Self-Study .................................................................... 135 4.12. Self-Assessment Questions ............................................................... 142 5. Equivalence of Finite-Automaton, Regular, and Right-Linear Languages ......................................................................................................... 144 5.1. Kleene’s Theorem .............................................................................. 144 5.2. Connection between Right-Linear and Regular Languages ............ 145 5.2.1. From Regular Expression to Right-Linear Grammar ........ 145 5.2.2. From Right-Linear Grammar to Regular Expression ........ 147 5.3. Connection between Regular Expressions and Finite Automata .... 147 5.3.1. Thompson’s Construction: From Regular Expressions to Finite Automata ......................................................................................... 147 4
Стр.5
5.3.2. Algebraic Justification for the Transition from Regular Expressions to Finite Automata ................................................................. 152 5.3.3. State Elimination Method for Converting Finite Automata to Regular Expressions .................................................................................. 155 5.4. Connection between RL Grammars and Finite Automata .............. 158 5.4.1. From Finite Automata to Right-Linear Grammars ............. 159 5.4.2. From Right-Linear Grammars to Finite Automata ............. 160 5.5. The Pumping Lemma for Regular Languages ................................ 164 5.5.1. The Lemma and Its Proof .................................................... 164 5.5.2. How to Use the Pumping Lemma - Proof Template ........... 166 5.6. Solved Examples ............................................................................... 168 5.8. Exercises for Self-Study .................................................................... 175 5.9. Self-Assessment Questions ............................................................... 177 6. Pushdown Automaton ....................................................................... 179 6.1. The Chomsky Hierarchy: Grammars, Languages, and Automata . 179 6.2. Pushdown Automaton: An Informal Overview ............................... 180 6.3. Pushdown Automaton: Formal Definition ....................................... 182 6.4. Graph of a Pushdown Automaton .................................................... 184 6.5. Solved Examples ............................................................................... 186 6.6. Class Exercises .................................................................................. 189 6.7. Exercises for Self-Study .................................................................... 189 6.8. Self-Assessment Questions ............................................................... 189 Appendices.............................................................................................. 191 Appendix A. Course Projects: Building Automata Theory Tools ............. 191 Appendix B. Backus-Naur Form ................................................................. 193 Appendix C. Modeling Character Behavior in Computer Games ............ 194 5
Стр.6
Appendix D. Index of Algorithms ............................................................... 197 Appendix E. Index of Theorems and Lemmas ........................................... 198 Appendix F. Sample Assignments for Written Work .................................. 200 F.1. Word Operations and Grammars ........................................... 200 F.2. Regular Expressions .............................................................. 201 F.3. Basic Definitions and Formulations of Key Results ............. 201 F.4. The Relationship between Finite Automata, Regular Expressions, and Right-Linear Grammars ................................................ 202 F.5. Finite Automata ..................................................................... 203 References ............................................................................................... 205 6
Стр.7

Облако ключевых слов *


* - вычисляется автоматически