Házi feladatok megoldása. Harmadik típusú nyelvek és véges automaták. Házi feladatok megoldása. VDA-hoz 3NF nyelvtan készítése



Hasonló dokumentumok
Házi feladatok megoldása. Automaták analízise, szintézise és minimalizálása. Házi feladatok megoldása. Házi feladatok megoldása

Házi feladatok megoldása. Veremautomaták. Házi feladatok megoldása. Házi feladatok megoldása. Formális nyelvek, 12. gyakorlat

Formális nyelvek I/2.

Irodalom. Formális nyelvek I. Véges automaták és reguláris nyelvek. A formális nyelvek egy alkalmazása. Polygon, 2004.

Az LR elemző felépítése. Léptetés. Redukálás. Kiegészített grammatika. Mit kell redukálni? Kiegészített grammatika. elemző. elemző.

Formális nyelvek. Aszalós László, Mihálydeák Tamás. Számítógéptudományi Tanszék. December 6, 2017

4. Legyen Σ = {0, 1}. Adjon meg egy determinisztikus véges automatát, amely azokat a szavakat fogadja el,

Nyelvek és Automaták

Környezetfüggetlen nyelvek

7. tétel: Elsı- és másodfokú egyenletek és egyenletrendszerek megoldási módszerei

Környezetfüggetlen nyelvek

Házi feladatok megoldása. Nyelvtani transzformációk. Házi feladatok megoldása. Házi feladatok megoldása. Formális nyelvek, 6. gyakorlat.

Irodalom. Formális nyelvek I/1. Véges automaták és reguláris nyelvek. A formális nyelvek egy alkalmazása. Polygon, 2004.

Feladatok. 6. A CYK algoritmus segítségével döntsük el, hogy aabbcc eleme-e a G = {a, b, c}, {S, A, B, C}, P, S nyelvtan által generált nyelvnek!

Formális nyelvek és automaták vizsgához statisztikailag igazolt várható vizsgakérdések

Fonya ZH recap szabivános typo lehet, bocs

4. előadás Determinisztikus véges automaták

Fogalomtár a Formális nyelvek és

5. A logaritmus fogalma, a logaritmus azonosságai

IX. A TRIGONOMETRIA ALKALMAZÁSA A GEOMETRIÁBAN

A Formális nyelvek vizsga teljesítése. a) Normál A vizsgán 60 pont szerezhet, amely két 30 pontos részb l áll össze az alábbi módon:

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Exponenciális és Logaritmusos feladatok

Lineáris egyenletrendszerek

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2010/2011 Matematika I. kategória (SZAKKÖZÉPISKOLA) Az 1. forduló feladatainak megoldása

f (ξ i ) (x i x i 1 )

Formális nyelvek és automaták

M. 2. Döntsük el, hogy a következő két szám közül melyik a nagyobb:

A Formális nyelvek vizsga teljesítése. a) Normál A vizsgán 60 pont szerezhet, amely két 30 pontos részb l áll össze az alábbi módon:

Absztrakt vektorterek

1. MECHANIKA-MOZGÁSTAN GYAKORLAT (kidolgozta: Szüle Veronika, egy. ts.) Matematikai összefoglaló

Els gyakorlat. vagy más jelöléssel

GAZDASÁGI MATEMATIKA I.

5. Logaritmus. I. Nulladik ZH-ban láttuk: 125 -öt kapjunk. A 3 5 -nek a 3. hatványa 5, log. x Mennyi a log kifejezés értéke?

Matematika A1a - Analízis elméleti kérdései

Minta feladatsor I. rész

1. MECHANIKA-MOZGÁSTAN GYAKORLAT (kidolgozta: Szüle Veronika, egy. ts.) Matematikai összefoglaló

MATEMATIKA FELADATLAP a 8. évfolyamosok számára

Győry Ákos: A Titu-lemma. A Titu-lemma. Győry Ákos Földes Ferenc Gimnázium, Miskolc

Heves Megyei Középiskolák Palotás József és Kertész Andor Matematikai Emlékversenye évfolyam (a feladatok megoldása)

Logika és számításelmélet. 10. előadás

Lineáris programozás

Formális nyelvek - 9.

4. Hatványozás, gyökvonás

Gyökvonás. Hatvány, gyök, logaritmus áttekintés

2. modul Csak permanensen!

24. MŰVELETI ERŐSÍTŐK ALKALMAZÁSAI

A Riemann-integrál intervallumon I.

(a n A) 0 < ε. A két definícióbeli feltétel ugyanazt jelenti (az egyenlőtlenség mindkettőben a n A < ε), ezért a n A a n A 0.

Exponenciális és logaritmikus egyenletek, egyenletrendszerek, egyenlôtlenségek

Vektortér fogalma vektortér lineáris tér x, y x, y x, y, z x, y x + y) y; 7.)

PÉLDA: Négyezer-hatszázöt Jel Szám

Matematika I. Mőszaki informatikai mérnm. rnökasszisztens. Galambos GáborG JGYPK 2011

2014/2015-ös tanév II. féléves tematika

Aszimmetrikus hibák számítási módszere, a hálózati elemek sorrendi helyettesítő vázlatai. Aszimmetrikus zárlatok számítása.

2010/2011 es tanév II. féléves tematika

PÉLDA: Négyezer-hatszázöt Jel Szám

1. MECHANIKA-SZILÁRDSÁGTAN GYAKORLAT (kidolgozta: Szüle Veronika, egy. Ts; Tarnai Gábor mérnöktanár.) Matematikai összefoglaló, kiinduló feladatok

2. Gauss elimináció. 2.1 Oldjuk meg Gauss-Jordan eliminációval a következő egyenletrendszert:

Matematikai analízis. Editura Didactică şi Pedagogică

Összeállította: dr. Leitold Adrien egyetemi docens

Juhász István Orosz Gyula Paróczay József Szászné Dr. Simon Judit MATEMATIKA 10. Az érthetõ matematika tankönyv feladatainak megoldásai

FELVÉTELI VIZSGA, július 15.

4. előadás: A vetületek általános elmélete

Formális nyelvek és gépek (definíciós és tétel lista - 09/10/2)

A feladat sorszáma: 4-6. Standardszint: 4-6.

II. EGYENLETEK ÉS EGYENLŐTLENSÉGEK

A valós számok halmaza

Határozott integrál. Newton -Leibniz szabály. alkalmazások. improprius integrál

1. feladat Oldja meg a valós számok halmazán a következő egyenletet: 3. x log3 2

l.ch TÖBBVÁLTOZÓS FÜGGVÉNYEK HATÁRÉRTÉKE ÉS DIFFERENCIÁLHATÓSÁGA

TERMOELEKTROMOS HŰTŐELEMEK VIZSGÁLATA

Mátrixok és determinánsok

MATEMATIKA FELADATLAP a 8. évfolyamosok számára

0.1 Deníció. Egy (X, A, µ) téren értelmezett mérhet függvényekb l álló valamely (f α ) α egyenletesen integrálhatónak mondunk, ha

9. Exponenciális és logaritmusos egyenletek, egyenlőtlenségek

Formális nyelvek és automaták

Mérnöki modellalkotás Az elmélettől a gyakorlatig. Prefix fák tömörítése: a dinamikus programozás

REÁLIS GÁZOK ÁLLAPOTEGYENLETEI FENOMENOLOGIKUS KÖZELÍTÉS

Néhány szó a mátrixokról

Algebrai struktúrák, mátrixok

Többváltozós analízis gyakorlat

IV. Algebra. Algebrai átalakítások. Polinomok

Határozzuk meg, hogy a következő függvényeknek van-e és hol zérushelye, továbbá helyi szélsőértéke és abszolút szélsőértéke (

MATEMATIKA FELADATLAP a 8. évfolyamosok számára

Bevezetés a funkcionálanalízisbe

I. HALMAZOK, KOMBINATORIKA

MATEMATIKA FELADATLAP a 6. évfolyamosok számára

Programtervezési ismeretek

VI.8. PITI FELFEDEZÉSEK. A feladatsor jellemzői

Kombinációs hálózatok egyszerűsítése

XX. Nemzetközi Magyar Matematika Verseny

ANALÍZIS II. TÉTELBIZONYÍTÁSOK ÍRÁSBELI VIZSGÁRA

f függvény bijektív, ha injektív és szürjektív is (azaz minden képhalmazbeli elemnek pontosan egy ısképe van)

1. MECHANIKA-SZILÁRDSÁGTAN GYAKORLAT (kidolgozta: Szüle Veronika, egy. Ts; Tarnai Gábor mérnöktanár.) Matematikai összefoglaló, kiinduló feladatok

MATEMATIKA FELADATLAP a 8. évfolyamosok számára

MM CSOPORTELMÉLET GYAKORLAT ( )

Lajk o K aroly Kalkulus II. Debreceni Egyetem Matematikai es Informatikai Int ezet

MATEMATIKA FELADATLAP a 4. évfolyamosok számára

Algebrai kifejezések. 1. Az algebrai kifejezés. 1. a) x+ 5 b) x5 c) x 5. d) x 5. e) x. f) 1 x

4.2. Tétel: Legyen gyenge rendezés az X halmazon. Legyen továbbá B X, amelyre

Átírás:

Hrmdik típusú nyelvek és véges utomták Formális nyelvek, 10. gykorlt Házi feldtok megoldás 1. feldt Melyik nyelvet fogdj el következő utomt? c q 0 q 1 q 2 q 3 q 1 q 4 q 2 q 4 q 2 q 0 q 4 q 3 q 3 q 4 q 3 q 4 q 4 q 4 q 4 q 4 Célj: Az utomt-nyelvekre vontkozó tételek elmélyítése, gykorlti lklmzás Foglmk: reguláris kifejezés, Kleene-tétel, áltlánosított reguláris kifejezés, direkt szorzt utomt, mrdéknyelvek és tuljdonságik, MYHILL-NERODE tétel, kis Br-Hillel lemm Feldtok jellege: Néhány reguláris és áltlánosított reguláris kifejezés felírás. Egy egyszerű utomt Kleene-nyelveinek elkészítése. Automtkészítés szimmetrikus differenciához vlmely konkrét, ngyon egyszerű VDA-k esetén. Konkrét nyelvek mrdéknyelvei hlmzánk felírás, ezekől MYHILL-NERODE lpján következtetések levonás. Konkrét nyelvről kis Br-Hillel lemmávl kimuttni, hogy nem reguláris. ( ) (c c c) 2008/09 I. félév Formális nyelvek (10. gykorlt) L 3 és VDA 2008/09 I. félév 1 / 20 Formális nyelvek (10. gykorlt) L 3 és VDA 2008/09 I. félév 2 / 20 Házi feldtok megoldás 2. feldt Készítsünk KMP utomtát következő mintához! cc (T = {,, c}) c q ε q ε q q ε q q q q ε q q ε q q ε q q q q ε q q q q c q c q c q q ε q c q ε q c q ε q c q q q F q F q F q F q F VDA-hoz 3NF nyelvtn készítése 1. Feldt: Adjunk 3NF nyelvtnt, mely ugynezt nyelvet generálj, mit z utomt elfogd! q 0 q 0 q 2 q 1 q 1 q 4 q 2 q 1 q 3 q 3 q 0 q 4 q 4 q 2 q 3 G = {, }, {q 0, q 1, q 2, q 3, q 4 }, P, q 0 q 0 q 0 q 2 q 1 q 1 q 4 q 2 q 1 q 3 q 3 q 0 q 4 q 4 q 2 q 3 q 3 ε q 4 ε Formális nyelvek (10. gykorlt) L 3 és VDA 2008/09 I. félév 3 / 20 Formális nyelvek (10. gykorlt) L 3 és VDA 2008/09 I. félév 4 / 20

VDA konstruálás 3.típusú nyelvtnhoz 1. lépés: Normálformár hozzuk nyelvtnt. 2. lépés: Az utomt elkészítése Legyen G = T, N, P, S 3NF nyelvtn. Készítünk egy A VDA-t, melyre L(A) = L(G). A = 2 N, T, δ, {S}, F, hol δ({a 1,..., A k }, t) = {B N 1 i k, A i tb P}, F = { X 2 N X {A N A ε P} }. A gykorltn csk zon állpotokr htározzuk meg z átmeneteket, melyek kezdőállpotól elérhető. VDA konstruálás 3.típusú nyelvtnhoz Péld 2. Feldt: Készítsünk VDA-t, mely ugynzt nyelvet fogdj el, melyet nyelvtn generál! 1..) lépés: Láncmentesítés S A S A A B A S B A B S 1..) lépés: Hosszredukció S K 1 S A K 1 K 2 K 1 S B K 1 K 2 S K 1 A K 2 B S A S A A B B S B 1.c.) lépés: A lkú szályok eliminálás S K 1 S A K 1 K 2 K 1 S F F B K 1 K 2 S K 1 A K 2 B F ε Formális nyelvek (10. gykorlt) L 3 és VDA 2008/09 I. félév 5 / 20 Formális nyelvek (10. gykorlt) L 3 és VDA 2008/09 I. félév 6 / 20 VDA konstruálás 3.típusú nyelvtnhoz Péld S K 1 S A K 1 K 2 K 1 S F F B K 1 K 2 S K 1 A K 2 B F ε {S} {K 1 } {S} {K 1 } {} {A} {} {} {} {A} {K 1, K 2, F} {K 1, S, F} {K 1, K 2, F} {} {A, B} {K 1, S, F} {K 1 } {A, S} {A, B} {K 1, K 2, F} {K 1, S, F} {A, S} {K 1, K 2, F} {K 1, S, F} A VDA-k éppen z L 3 -eli nyelveket ismerik fel. Formális nyelvek (10. gykorlt) L 3 és VDA 2008/09 I. félév 7 / 20 Minimális utomt készítése Cél: Adott utomtához minél kevese állpotú, z eredeti utomt áltl felismert nyelvet elfogdó utomtát megdni. Minimális utomt: minimális állpotszámú ilyen utomt. 1) Összefüggővé lkítás: H 0 = {q 0 }. H i+1 = H i {q Q q H i, t T, q = δ(q, t)}. Trtlmzásr nézve monoton növő, felülről korlátos hlmzsororzt, így stilizálódik, zz i, hogy H i = H i+1 =: H. Hgyjuk el Q \ H-eli állpotokt és ezekre vontkozó állpotátmeneteket. 2) Redukció: H q és q állpotokól ugynzon szvk htásár kerül z utomt végállpot, kkor z elfogdás szempontjáól mindegy, hogy működés során q vgy q állpot kerül z utomt. Célunk z ilyen állpotok összevonás. Formális nyelvek (10. gykorlt) L 3 és VDA 2008/09 I. félév 8 / 20

Redukció Ekvivlens állpotok Az q Q állpotr vontkozó mrdék nyelv: L(A, q) := {v δ(q, v) F}. Legyenek q, q Q állpotok. q és q ekvivlensek, h L(A, q) = L(A, q ). Jelölése: q q. ekvivlenci- és jokongruencireláció és nlóg módon kiterjeszthető két utomt állpoti közötti relációvá. A, A utomták (q 0 és q 0 kezdőállpotokkl) ekvivlensek, (jelölésen A A ) h q 0 q 0. Az A utomt A/ fktorutomtájáj ekvivlens z eredetivel, redukált (nincsenek különöző ekvivlens állpoti), továá izomorfi erejéig z egyetlen összefüggő, redukált A-vl ekvivlens utomt. Állpotok ekvivlenciájánk lgoritmikus eldöntése q q L(A, q)=l(a, q ) u T : ( δ(q, u) F δ(q, u) F ). Azt mondjuk, hogy q i q (q i-ekvivlens q -vel), h minden u T i esetén ( δ(q, u) F δ(q, u) F ) (i 0). i ekvivlencireláció, q 0 q, h (q F q F), minden q, q Q-r q i+1 q q i q ( t T : δ(q, t) i δ(q, t)), 0 1 2, továá q q i 0 : q i q. (ϱ 1 ϱ 2, h minden q, q Q esetén qϱ 2 q qϱ 1 q.) i i 0 := min{i = i+1 }. Ekkor i 0 Q 1, és így = Q 1. Formális nyelvek (10. gykorlt) L 3 és VDA 2008/09 I. félév 9 / 20 Formális nyelvek (10. gykorlt) L 3 és VDA 2008/09 I. félév 10 / 20 Redukálás 5. Feldt: Redukáljuk következő utomtát! 9 1 2 4 6 8 3 5 7 Formális nyelvek (10. gykorlt) L 3 és VDA 2008/09 I. félév 11 / 20 Redukálás 0 : {1, 2, 3, 6, 7, 8, 9}, {4, 5} 4 {4,5} {1,2,3,6,7,8,9} 5 {4,5} {1,2,3,6,7,8,9} 1 : {1, 2, 3}, {4, 5}, {6, 7, 8}, {9} 4 {4,5} {6,7,8} 5 {4,5} {6,7,8} 1 {1,2,3,6,7,8,9} {4,5} 2 {1,2,3,6,7,8,9} {4,5} 3 {1,2,3,6,7,8,9} {4,5} 6 {1,2,3,6,7,8,9} {1,2,3,6,7,8,9} 7 {1,2,3,6,7,8,9} {1,2,3,6,7,8,9} 8 {1,2,3,6,7,8,9} {1,2,3,6,7,8,9} 9 {4,5} {1,2,3,6,7,8,9} 1 {1,2,3} {4,5} 2 {1,2,3} {4,5} 3 {1,2,3} {4,5} 2 : {1, 2, 3}, {4, 5}, {6, 7}, {8}, {9} 6 {6,7,8} {6,7,8} 7 {6,7,8} {6,7,8} 8 {6,7,8} {9} Formális nyelvek (10. gykorlt) L 3 és VDA 2008/09 I. félév 12 / 20

Redukálás 2 : {1, 2, 3}, {4, 5}, {6, 7}, {8}, {9} 4 {4,5} {6,7} 5 {4,5} {6,7} 3 = 2 = A redukált utomt: 1 {1,2,3} {4,5} 2 {1,2,3} {4,5} 3 {1,2,3} {4,5} 6 {8} {6,7} 7 {8} {6,7} {1, 2, 3} {4, 5} {6, 7} {8} {9} Az átmenetek és elfogdó állpotok meghtározásához tetszőleges reprezentánst tekinthetünk. Az eredeti kezdőállpotot trtlmzó ekvivlenciosztály lesz z új kezdőállpot. Formális nyelvek (10. gykorlt) L 3 és VDA 2008/09 I. félév 13 / 20 L 3 -eli-e egy nyelv? Egy L nyelv p T -r vontkozó mrdéknyelve L p := {v pv L}. L L 3 kkor és csk kkor, h {L p } p T <, hol T = T (L) z L nyelv áécéje. Kis Br-Hillel lemm Minden L L 3 nyelvhez vn olyn n = n(l) N nyelvfüggő konstns, hogy minden u L, l(u) n szó esetén vn u-nk olyn u = xyz felontás (x, y, z T (L) ), melyre l(xy) n, l(y) > 0, minden i 0 esetén xy i z L. Formális nyelvek (10. gykorlt) L 3 és VDA 2008/09 I. félév 14 / 20 Mrdéknyelvek Htározzuk meg mrdéknyelveit z lái nyelveknek! 1. L = {,,, } 2. L = {0, 1} 00 {0} 3. HE (helyes zárójelezések nyelve) Megoldások: 1.feldt L ε = L, L = {ε, }, L = {ε, }, L = {}, L = {ε}, L = {ε}. L u = u Pre(L). A mrdéknyelvek hlmz tehát: {, {ε}, {}, {ε, }, {ε, }, {,,, }} Formális nyelvek (10. gykorlt) L 3 és VDA 2008/09 I. félév 15 / 20 Mrdéknyelvek 2.feldt L \ {0} 1 Suf(u) L u = L u = ε 0 Suf(u) 00 Suf(u) u 0 L {ε} u = 0 00 Suf(u) 3.feldt Legyen k N-re: HE P k := {u {(, )} l ( (u) l ) (u) = k l ( (v) l ) (v), v Pre(u)} HE S k := {u {(, )} l ) (u) l ( (u) = k l ) (v) l ( (v), v Suf(u)} HE S k u HE P k (k N) Ekkor L u = u HE P k k=0 e lpján mivel z első két nyelvnek véges sok (6 illetve 3) mrdéknyelve vn, míg hrmdiknk végtelen, ezért z első két nyelv L 3 -eli, helyes zárójelezések nyelve viszont nem. Formális nyelvek (10. gykorlt) L 3 és VDA 2008/09 I. félév 16 / 20

Automt készítése mrdéknyelvek segítségével Kis Br-Hillel Lemm A mrdéknyelvek segítségével készíthető 3. típusú nyelvekhez VDA: A = {L p } p T, T, δ, L ε, {L p ε L p }, hol δ(l p, t) = L pt. 1.feldt 2.feldt 0 1 {,,,} {ε, } {ε, } L L {ε} L\{0} {ε, } {} L {ε} L {ε} L\{0} {ε, } {ε} L\{0} L L\{0} {} {ε} {ε} Megjegyzés: z így kpott VDA minimális utomt is lesz. Legyen L Kif csk z változót trtlmzó helyes kifejezések nyelve. (Kifejezések: z 1. gykorlton tnultk szerint.) Feldt: L Kif? L3 A Kis Br-Hillel lemm segítségével eizonyítjuk, hogy L Kif L 3. Elegendő elátni, hogy L Kif nem rendelkezik Kis Br-Hillel lemmán leírt, minden L 3 -eli nyelvre igz tuljdonsággl, zz: Minden n N-re vn olyn u n L Kif, l(u n ) n szó, hogy minden u n = xyz, l(xy) n, l(y) > 0 felontás esetén létezik olyn i N, melyre xy i z L Kif. Formális nyelvek (10. gykorlt) L 3 és VDA 2008/09 I. félév 17 / 20 Formális nyelvek (10. gykorlt) L 3 és VDA 2008/09 I. félév 18 / 20 Kis Br-Hillel Lemm Tehát minden n-re válsszunk egy u n kifejezést. Legyen mondjuk u n = ( n ) n. Ekkor nyílván u n L Kif. Azt kell elátni, hogy u n n hosszúságú prefixének semelyik nemüres részszv sem iterálhtó e. De egy ilyen részszó mindenképp y = ( d lkú, hol d > 0. H y eiterálhtó lenne kkor Kis Br-Hillel lemm szerint ( n d k {( d } i ( k ) n = ( n+(i 1)d ) n ( képleten "{" és "}" metzárójelek!) is L Kif eleme lenne minden i természetes számr. De ez i 1 esetén nem igz, mert nem ugynnnyi "(" és ")" szerepel enne. Házi feldt 1. Készítsünk VDA-t következő nyelvtnhoz! S ca B ε A B C B S B C cc B 2. Készítsünk következő utomtávl ekvivlens minimális állpotszámú véges determinisztikus utomtát! 1 7 6 2 1 2 3 9 1 4 1 4 5 6 4 6 6 2 7 9 8 8 8 2 9 1 8 3. Htározzuk meg plindromák nyelvének (L = {u T u = u 1 }) mrdéknyelveit! (T tetszőleges.) 4. Bizonyítsuk e, hogy plindromák nyelve nem L 3 -eli illetve Kis Br-Hillel lemm segítségével! ( T 2 ) Formális nyelvek (10. gykorlt) L 3 és VDA 2008/09 I. félév 19 / 20 Formális nyelvek (10. gykorlt) L 3 és VDA 2008/09 I. félév 20 / 20