ICS-C2000 Tietojenkäsittelyteoria Kevät 2016

Samankaltaiset tiedostot
T Syksy 2002 Tietojenkäsittelyteorian perusteet Harjoitus 5 Demonstraatiotehtävien ratkaisut. ja kaikki a Σ ovat säännöllisiä lausekkeita.

ICS-C2000 Tietojenkäsittelyteoria Kevät 2015

2.6 SÄÄNNÖLLISET LAUSEKKEET Automaattimalleista poikkeava tapa kuvata yksinkertaisia kieliä. Olkoot A ja B aakkoston Σ kieliä. Perusoperaatioita:

Q = {q 1, q 2, q 3, q 4 } Σ = {a, b} F = {q 4 },

Automaattimalleista poikkeava tapa kuvata yksinkertaisia kieliä. Olkoot A ja B aakkoston Σ kieliä. Perusoperaatioita:

2.2 Automaattien minimointi

Olkoon. M = (Q, Σ, δ, q 0, F)

Olkoon. äärellinen automaatti. Laajennetaan M:n siirtymäfunktio yksittäisistä syötemerkeistä merkkijonoihin: jos q Q, x Σ, merkitään

TIEA241 Automaatit ja kieliopit, syksy Antti-Juhani Kaijanaho. 22. syyskuuta 2016

ICS-C2000 Tietojenkäsittelyteoria Kevät 2016

Laskennan mallit (syksy 2010) 1. kurssikoe, ratkaisuja

Automaatin tunnistama kieli on sen hyväksymien merkkijonojen joukko. Täsmällinen muotoilu: δ,q 0,{q 2,q 3,q 6 }), missä

Säännöllisten operaattoreiden täydentäviä muistiinpanoja

ICS-C2000 Tietojenkäsittelyteoria Kevät 2016

Laskennan mallit (syksy 2007) Harjoitus 5, ratkaisuja

ICS-C2000 Tietojenkäsittelyteoria Kevät 2016

Kieli, merkitys ja logiikka, kevät 2011 HY, Kognitiotiede. Vastaukset 2.

TAMPEREEN YLIOPISTO Valinnaisten opintojen syventäviin opintoihin kuuluva tutkielma. Lauri Kumpulainen. Büchin automaateista

Säännöllisestä lausekkeesta deterministiseksi tilakoneeksi: esimerkki

3.3 KIELIOPPIEN JÄSENNYSONGELMA Ratkaistava tehtävä: Annettu yhteydetön kielioppi G ja merkkijono x. Onko

Aiheet. ICS-C2000 Tietojenkäsittelyteoria M := Äärelliset automaatit vs. säännölliset lausekkeet. Äärelliset automaatit

Reaalinen lukualue. Millainen on luku, jossa on päättymätön ja jaksoton desimaalikehitelmä?

Laskennan perusmallit 2013: Kertausta

2.5 Säännöllisten kielten rajoituksista

Havaitaan: muuttujan NykyisetTilat arvot kuuluvat potenssijoukkoon P(Q).

Q on automaatin tilojen äärellinen joukko; Σ on automaatin syöteaakkosto; δ : Q Σ Q on automaatin siirtymäfunktio; q 0 Q on automaatin alkutila;

(0 1) 010(0 1) Koska kieli on yksinkertainen, muodostetaan sen tunnistava epädeterministinen q 0 q 1 q 2 q3

Kuvausta f sanotaan tällöin isomorfismiksi.

Laskennan mallit Erilliskoe , ratkaisuja (Jyrki Kivinen)

Laskennan perusmallit (LAP)

Automaatit. Muodolliset kielet

Mutta esimerkiksi 0-kertaisesti pumpattaessa: Siten L ei voi olla säännöllinen.

T /2 Tietojenkäsittelyteorian perusteet T/Y

Kertausta 1. kurssikokeeseen

9 A I N. Alkuperäinen piiri. Nortonin ekvivalentti R T = R N + - U T = I N R N. Théveninin ekvivalentti DEE SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET

T /1002 Tietojenkäsittelyteorian perusteet T/Y

TIEA241 Automaatit ja kieliopit, kevät 2011 (IV) Antti-Juhani Kaijanaho. 31. maaliskuuta 2011

Täydentäviä muistiinpanoja epädeterministisistä äärellisistä automaateista

Säännölliset kielet. Sisällys. Säännölliset kielet. Säännölliset operaattorit. Säännölliset kielet

Hahmon etsiminen syotteesta (johdatteleva esimerkki)

Esimerkki 8.1 Määritellään operaattori A = x + d/dx. Laske Af, kun f = asin(bx). Tässä a ja b ovat vakioita.

6.2 Algoritmin määritelmä

S Laskennallinen systeemibiologia

TIEA241 Automaatit ja kieliopit, syksy Antti-Juhani Kaijanaho. 19. syyskuuta 2016

OSA 1: POLYNOMILASKENNAN KERTAUSTA, BINOMIN LASKUSÄÄNTÖJÄ JA YHTÄLÖNRATKAISUA

Arvostelu OHJ Johdatus tietojenkäsittelyteoriaan syksy op. Viikkoharjoitukset. Materiaali. Kurssista voi selvitä parhaalla mahdollisella

Matematiikan johdantokurssi, syksy 2017 Harjoitus 6, ratkaisuista. 1. Onko jokin demojen 5 tehtävän 3 relaatioista

Kertausta: kielet ja automaatit. ICS-C2000 Tietojenkäsittelyteoria. Alue ja aiheet. Äärelliset automaatit

Riemannin integraalista

Neliömatriisin A determinantti on luku, jota merkitään det(a) tai A. Se lasketaan seuraavasti: determinantti on

T /1002 Tietojenkäsittelyteorian perusteet T/Y

Numeeriset menetelmät TIEA381. Luento 9. Kirsi Valjus. Jyväskylän yliopisto. Luento 9 () Numeeriset menetelmät / 29

a = x 0 < x 1 < x 2 < < x n = b f(x) dx = I. lim f(x k ) x k=1

Digitaalinen videonkäsittely Harjoitus 5, vastaukset tehtäviin 25-30

Ohjelmistotekniikan matemaattiset menetelmät tentin kysymykset, vastaukset ja arvosteluperiaatteita

Diskreetin matematiikan perusteet Laskuharjoitus 6 / vko 13

// Tulostetaan liukulukutyyppinen muuttuja riviä vaihtamatta // yhden desimaalin tarkkuudella. System.out.printf("%.

3 Mallipohjainen testaus ja samoilutestaus

1.3 Toispuoleiset ja epäoleelliset raja-arvot

Ristitulo ja skalaarikolmitulo

4 DETERMINANTTI JA KÄÄNTEISMATRIISI

2.1 Vaillinaiset yhtälöt

Viivaintegraali: "Pac- Man" - tulkinta. Viivaintegraali: "Pac- Man" - tulkinta. "Perinteisempi" tulkinta: 1D 3/19/13

Syksyn 2015 Pitkän matematiikan YO-kokeen TI-Nspire CAS -ratkaisut

ICS-C2000 Tietojenkäsittelyteoria. Tähän mennessä: säännölliset kielet. Säännöllisten kielten pumppauslemma M :=

MS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 8: Integraalifunktio ja epäoleellinen integraali

Riemannin integraali

Määritelmä Olkoon C R m yksinkertainen kaari ja γ : [a, b] R m sen yksinkertainen parametriesitys, joka on paloittain C 1 -polku.

MS-A010{2,3,4,5} (SCI, ELEC*, ENG*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 8: Integraalifunktio ja epäoleellinen integraali

LINSSI- JA PEILITYÖ TEORIAA. I Geometrisen optiikan perusaksioomat

12. Merkkijonot Merkkijonojen abstrakti tietotyyppi

T Kevät 2009 Logiikka tietotekniikassa: perusteet Laskuharjoitus 7 (Predikaattilogiikka )

uv n, v 1, ja uv i w A kaikilla

Matematiikan tukikurssi

Matematiikkaolympialaiset 2008 kuusi vaikeaa tehtävää

5.3 Ratkeavia ongelmia

7.lk matematiikka. Geometria 1

θ 1 θ 2 γ γ = β ( n 2 α + n 2 β = l R α l s γ l s 22 LINSSIT JA LINSSIJÄRJESTELMÄT 22.1 Linssien kuvausyhtälö

Suorat, käyrät ja kaarevuus

Pythagoraan lause. Pythagoras Samoslainen. Pythagoraan lause

10. MÄÄRÄTYN INTEGRAALIN KÄYTTÖ ERÄIDEN PINTA-ALOJEN LASKEMISESSA

Säännöllisten kielten sulkeumaominaisuudet

2. Laadi regexp, jonka avulla egrep-ohjelma löytää tekstitiedostosta kaikki

Testaa: Vertaa pinon merkkijono syötteeseen merkki kerrallaan. Jos löytyy ero, hylkää. Jos pino tyhjenee samaan aikaan, kun syöte loppuu, niin

II.1. Suppeneminen., kun x > 0. Tavallinen lasku

VEKTOREILLA LASKEMINEN

Laskennan perusmallit (LAP)

Sarjaratkaisun etsiminen Maplella

TIEA241 Automaatit ja kieliopit, kesä Antti-Juhani Kaijanaho. 29. toukokuuta 2013

x k 1 Riemannin summien käyttö integraalin approksimointiin ei ole erityisen tehokasta; jatkuvasti derivoituvalle funktiolle f virhe b

R4 Harjoitustehtävien ratkaisut

Matematiikan perusteet taloustieteilijöille P

Äärellisten automaattien ja säännöllisten kielten ekvivalenssi

Ei-yhteydettömät kielet [Sipser luku 2.3]

Täydentäviä muistiinpanoja Turingin koneiden vaihtoehdoista

4.7.2 Testerit. Test ok. virhe vast.ota. lähetä τ. virhe. virhe. vast.ota. τ τ. vast.ota. lähetä. lähetä. lähetä ok

ICS-C2000 Tietojenkäsittelyteoria

ICS-C2000 Tietojenkäsittelyteoria Kevät 2016

11. MÄÄRÄTTY INTEGRAALI JA TILAVUUS

6 Kertausosa. 6 Kertausosa

Transkriptio:

ICS-C2 Tietojenkäsittelyteori Kevät 2 Kierros,. 5. helmikuut Demonstrtiotehtävien rtkisut D: Sievennä seurvi säännöllisiä lusekkeit (so. konstruoi yksinkertisemmt lusekkeet smojen kielten kuvmiseen): () (/ )( ) ( ) () ( ) / ( ) (c) ( )( ) Rtkisu: () () (c) (/ )( ) ( ) = (ε )( ) ( ) = (ε ) ( ) (( ) ) = ( ) = ( ) ((ε ) ) = ( ) ( ) / ( ) = ( ) Sievennyksen tuloksen näkee suorn siitä, että (( ) ) = Σ, joten jo ensimmäinen liluseke generoi kikki kkoston merkkijonot. ( )( ) = ( ) Tässä huomtn, että liluseke R 2 = ( ) generoi kikki merkkijonot, jotk R = ( ) generoi j ε (R ), joten R voidn poist. D2: Rtkise, kuvvtko säännölliset lusekkeet r = ( ) j r 2 = ( ) ( ) smn kielen, muodostmll lusekkeit vstvt minimliset deterministiset äärelliset utomtit. Rtkisu: Kutkin säännöllistä kieltä vst tilojen nimeämistä lukuunottmtt yksikäsitteinen minimlinen deterministinen utomtti. Mikäli kht säännöllistä lusekett vstvt minimiutomtit ovt smt, ovt ne ekvivlenttej. Rkennetn viheittin säännöllistä lusekett r vstv tilkone. :

: ( ) : 2 3 5 7 8 9 2 3 Poistetn utomtist tyhjät siirtymät: 5 3 9 2 Huomtn, että syntynyt utomtti on jo deterministinen, joten voidn siirtyä suorn minimointiin. Minimointilgoritmi yhdistää tilt j 3 sekä tilt, j. Näin ollen pienimmäksi lusekkeen r tunnistvksi tilkoneeksi sdn:, Rkennetn viheittin r 2 : vstv utomtti: ( ) 2

( ) ( ) 2 3 5 7 8 9 2 3 5 Poistetn seurvksi tyhjät siirtymät: 9 3 Huomtn, että konett voidn sieventää yhdistämällä kikki lopputilt yhdeksi tilksi: 9 Determinisoidn tämä tilkone: det. til vst. tilt A {} {,9} {} B {, 9} {, 9} {, 9} C {} {,9} {} D {, 9} {, 9} {, 9} B A C D 3

Minimointi muutt utomtin muotoon:, Kosk tulokseksi stiin sm tilkone kummllekin lusekkeelle, r j r 2 ovt ekvivlentit. D3: Osoit, että jos L on säännöllinen kieli, niin myös kieli L = {xy x L,y / L} on säännöllinen. Rtkisu: Kielen todistminen säännölliseksi onnistuu yleensä helpoiten muodostmll kielen tunnistv äärellinen utomtti. Tehtävässä on nnettun kieli L, jonk vull muodostetn kieli: L = {xy x L j y / L} Kosk L on säännöllinen, on olemss deterministinen tilkone M, jok hyväksyy sen. Muodostetn nyt deterministinen tilkone M siten, että se on muuten smnlinen kuin M, mutt hyväksyvien j hylkäävien lopputilojen joukot vihdetn keskenään, eli M hyväksyy kikki ne snt, jotk M hylkää j päinvstoin. Yhdistetään nyt nämä tilkoneet epädeterministiseksi koneeksi M, siten, että kikist M:n lopputiloihin lisätään tyhjä siirtymä M:n lkutiln. Nyt M hyväksyy kielen L, joten L on säännöllinen. ε M M Usein tämänkltisisss todistuksiss on mhdollist käyttää kieliperheen sulkeumominisuuksi: säännöllisten kielten joukko on suljettu unionin, ktention, Kleenen tähden, komplementoinnin j leikkuksen suhteen. Kieli L on muodostettu ktention vull kielestä L j sen komplementist L (y / L y L). Kosk säännöllisten kielten joukko on suljettu ktention j komplementin suhteen j L on säännöllinen, on myös L säännöllinen. Sulkeumominisuuksien knss täytyy oll vrovinen, sillä niitä on helppo käyttää väärin. Ominisuudet tkvt säännöllisyyden vin yhteen suuntn. Esimerkiksi, jos kieli A on säännöllinen j se voidn muodost kielien B j C unionin, ei B:n j C:n säännöllisyydestä void todet vielä mitään. Tämä nähdään vikkp seurvst esimerkistä: B = { n n n } A = B B = Σ Kieli A on säännöllinen, vikk B j B ovt molemmt epäsäännöllisiä. Smll tvll voi käydä myös ktention, Kleenen tähden j leikkuksen tpuksess.

Liite: säännöllisen lusekkeen generointi utomtist Muodostetn säännöllinen luseke, jok vst seurv äärellistä utomtti: q ε q q 2 Aluksi koneest poistetn kikki tilt, joist ei void svutt hyväksyvää lopputil. Näitä ei tässä koneess ole. Mikäli koneell on usempi kuin yksi hyväksyvä til, niin ne muutetn hylkääviksi tiloiksi j niihin lisätään tyhjä siirtymä uuteen hyväksyvään tiln. Kosk nnetuss koneess on jo vlmiiksi vin yksi lopputil, ei tätäkään skelt trvitse tällä kert suoritt. Seurvksi poistetn koneest lku- j lopputil lukuunottmtt kikki tilt yksi kerrlln. Poistetn ensin til q : q ε q 2 Kikki koneess olevt siirtymät, jotk eivät liity tiln q jäävät ennlleen. Kikki tiln q läpi kulkevt polut korvtn suorll siirtymällä, jonk krilusekkeeksi setetn ktentio polull olevist lusekkeist. Tässä tpuksess siirtymä q 2 q sdn yhdistämällä siirtymät q 2 q, q q j q q. Intuitiivisesti stu luseke trkoitt sitä, että lkuperäisessä koneess päästään tilst q 2 tiln q siten, että ensin luetn yksi, minkä jälkeen voidn pyöriä silmukss :tä lukien tilss q j lopuksi luetn yksi. Muit polkuj ei kulje tiln q läpi. Koneen tilst q 2 on kksi eri siirtymää tiln q. Nämä voidn yhdistää seurvn t- 5

pn: q ε q 2 Seurvksi poistetn q 2 : q (ε ) Nyt voidn luke hluttu säännöllinen luseke tilkoneen siirtymistä. Iden on ktso koneest kikki mhdolliset polut lkutilst lopputiln. Lusekkeen lkuun tulee siirtymä lkutilst lopputiln j loppuun kikki mhdolliset tvt siirtyä lopputilst tkisin itseensä: ( (ε ) ) }{{}}{{} q q q q