771 Η - Θεωρία Υπολογισµών και Αλγορίθµων

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "771 Η - Θεωρία Υπολογισµών και Αλγορίθµων"

Transcript

1 771 Η - Θεωρία Υπολογισµών και Αλγορίθµων Σηµειώσεις Μέρος 4 ο ιδάσκων: Α. Ντελόπουλος Το παρόν αποτελεί σηµειώσεις που αντιστοιχούν σε µέρος των διαλέξεων για το µάθηµα 771 Η - Θεωρία Υπολογισµών και Αλγορίθµων του Τµήµατος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Αριστοτέλειου Πανεπιστήµιου Θεσσαλονίκης. Το υλικό των διαλέξεων και των σηµειώσεων στηρίζεται σε µεγάλο βαθµό στην ύλη του βιβλίου: Harry R. Lewis and Christos H. Papadimitriou, Elements of the Theory of Computation, 2nd edition, Prentice Hall,

2 Μηχανές Turing Ορισµοί, Ιδιότητες, Υπολογισµοί, Συναρτήσεις, Γλώσσες Μηχανές Turing µια επινόηση του Alan Turing Οι Μηχανές Turing (ΜΤ) αναπαριστούν οποιοδήποτε και οσοδήποτε σύνθετο υπολογιστή ή αλγόριθµο! Είναι µία γενίκευση των αυτοµάτων στοίβας η στοίβα αντικαθίσταται από µία ταινία εγγραφής συµβόλων και κεφαλή ανάγνωσης που κινείται αριστερά/δεξιά Η συµβολοσειρά εισόδου είναι το αρχικό περιεχόµενο της ταινίας µεταξύ των καταστάσεων υπάρχουν κάποιες που σηµατοδοτούν τερµατισµό των υπολογισµών Υπάρχει αποτέλεσµα των υπολογισµών (έξοδος) που είναι το τελικό περιεχόµενο της ταινίας Υπάρχουν διάφορες εκδόσεις (µε 1 ή 2 κεφαλές, µε διδιάστατη ταινία, µε ταινία δύο όψεων, µε random access, κ.λπ.) άλλα όλες είναι ισοδύναµες προς τη βασική έκδοση! 2

3 Μηχανές Turing (βασική έκδοση) Οι ΜΤ αποτελούνται από: Τη Μονάδα Ελέγχου που έχει πεπερασµένες καταστάσεις Μία Ταινία την οποία η ΜΤ προσπελαύνει µέσω της κεφαλής ανάγνωσης/εγγραφής. Η ταινία έχει αρχή αλλά όχι τέλος Η κεφαλή σε κάθε βήµα λειτουργίας κάνει ένα από τα ακόλουθα: διαβάζει και γράφει (αντικαθιστά το τρέχον σύµβολο µε νέο) µετακινείται µία θέση δεξιά ή µία θέση αριστερά Η ΜΤ σε κάθε βήµα υπολογισµού µεταπίπτει σε νέα κατάσταση ανάλογα µε την τρέχουσα κατάσταση το τρέχον σύµβολο της ταινίας Μηχανές Turing Αυστηρός Ορισµός ΜΤ είναι η διατεταγµένη πεντάδα M=(K,Σ,δ,s,H) K = πεπερασµένο σύνολο καταστάσεων Σ = αλφάβητο που υποχρεωτικά περιέχει τα σύµβολα (κενό διάστηµα ή απλώς κενό) και (αριστερό άκρο) υποχρεωτικά δεν περιέχει τα σύµβολα και (µετακίνησης της κεφαλής αριστερά/δεξιά) s = η αρχική κατάσταση (s K) H = σύνολο των καταστάσεων στις οποίες το Μ σταµατά (H K ) δ = συνάρτηση µετάβασης, δ: (Κ-Η) Σ Κ (Σ {, }) µε τους περιορισµούς Αν δ(q, ) = (p,b) τότε b = Αν δ(q, a ) = (p,b) τότε b 3

4 Μηχανές Turing -Λειτουργία Έστω ότι το M είναι στην κατάσταση q και το τρέχον σύµβολο της ταινίας είναι a Αν δ(q,a) = (p,b) (όπου q K-H, p K, a Σ, b Σ {, } ) τότε η ΜΤ: πηγαίνει στην κατάσταση p και κάνει ένα από τα παρακάτω: αν b Σ τότε αντικαθιστά το a µε το b αν b {, } τότε δεν πειράζει το τρέχον σύµβολο a αλλά µετακινεί την κεφαλή µία θέση αριστερά (b= ) ή δεξιά (b= ) Οι περιορισµοί που έχουν τεθεί στη συνάρτηση µετάβασης δ εξασφαλίζουν ότι το δεν µπορεί να αντικατασταθεί ούτε να προσπεραστεί προς τα αριστερά δεν πρόκειται να γραφτεί κάποιο επιπλέον πλην του αρχικού Η ΜΤ σταµατά όταν βρεθεί σε κατάσταση q H Παράδειγµα M=(K,Σ,δ,s,H)=( {q 0,q 1,h}, {a,, }, δ, q 0, {h} ) όπου η δ περιέχει τις ακόλουθες µεταβάσεις δ(q 0,a) = (q 1, ), δ(q 0, ) = (h, ), δ(q 0, ) = (q 0, ) δ(q 1,a) = (q 0,a), δ(q 1, ) = (q 0, ), δ(q 1, ) = (q 1, ) Για την ταινία aa aaa υπογραµµισµένο το τρέχον σύµβολο... το Μ υπολογίζει ως εξής: aa aaa (κατάσταση s=q 0 ) και λόγω δ(q 0,a) = (q 1, ) a aaa (κατάσταση q 1 ) και λόγω δ(q 1, ) = (q 0, ) a aaa (κατάσταση q 0 ) και λόγω δ(q 0,a) = (q 1, ) aaa (κατάσταση q 1 ) και λόγω δ(q 1, ) = (q 0, ) aaa (κατάσταση q 0 ) και λόγω δ(q 0, ) = (h, ) aaa (κατάσταση h) οπότε σταµατά. 4

5 Ολικές καταστάσεις Ολική κατάσταση C = ο συνδυασµός της τρέχουσας κατάστασης q και της θέσης της κεφαλής στην ταινία C K Σ* (Σ*(Σ-{ }) {e}) ή απλούστερα C = (q, wau) όπου q K w Σ* a Σ u Σ* {e} ΑΛΛΑ το τελευταίο στοιχείο του u ΕΝ µπορεί να είναι το ΕΚΤΟΣ αν είναι το τρέχον Άρα αγνούµε τα κενά στο τέλος της ταινίας Παραδείγµατα Επιτρεπτές: C=(q, baab), C=(q, baab), C=(q, baab ) Μή επιτρεπτή: C=(q, baab ) Όπως και στα πεπερασµένα αυτόµατα, η ολική κατάσταση καθορίζει πλήρως τη συνέχεια των υπολογισµών της ΜΤ Παραγωγή Παραγωγή µιας ολικής κατάστασης C από την C σε ένα βήµα = η C είναι η ολική κατάσταση στην οποία θα βρεθεί η ΜΤ αµέσως µετά την C C C Παραγωγή µιας ολικής κατάστασης C από την C = η C είναι ολική κατάσταση στην οποία θα βρεθεί η ΜΤ µετά την C και αφού εκτελεστούν µηδέν (0) ή περισσότερα βήµατα C Μ * C Ειδικότερα ονοµάζουµε υπολογισµό n βηµάτων τη διαδοχή παραγωγών: C 0 C 2 C n Γράφουµε C 0 Mn C n Ισχύει βέβαια ότι C 0 Μ * C n 5

6 Σύνθεση ΜΤ Μία ΜΤ M προκύπτει από τη σύνθεση απλούστερων ΜΤ σύµφωνα µε το εξής παράδειγµα: M = M1 b M3 a M2 Η ΜΤ M ξεκινά προσοµοιώνοντας την M 1. Αν η M 1 σταµατήσει και το τρέχον σύµβολο είναι a ξεκινά η M 2 ενώ αν το τρέχον σύµβολο είναι το b ξεκινά η M 3. Και στις δύο περιπτώσεις η νέα ολική κατάσταση έχει κατάσταση την αρχική κατάσταση της M 2 ή M 3 και την ταινία όπως την άφισε η M 1. Η σύνθεση βασίζεται στις εξαιρετικά απλές (βασικές) ΜΤ της επόµενης ενότητας. Παραδείγµατα σύνθεσης - συµβολισµοί M1 a Σ M2 ή ή M1 M2 M1M2 ή M M M 2 M1 a b M2 ή M1 ~b M2 Έτσι για παράδειγµα η ΜΤ La M M a 6

7 Βασικές ΜΤ Εγγραφέας Συµβόλων / Μετακίνηση κεφαλής: Για a Σ {, }- { } Ορίζουµε τη ΜΤ M a = ({s,h},σ,δ,s,{h}) µε δ τέτοιο ώστε: δ(s,b) = (h,a) δ(s, ) = (s, ) Αυτές οι απλές ΜΤ: b Σ - { } Αντικαθιστούν όλα τα σύµβολα της ταινίας µε το a αν a Σ τότε καταχρηστικά χρησιµοποιούµε το συµβολισµό a αντί M a Μετακινούν απλώς την κεφαλή αριστερά ή δεξιά αν a {, } τότε χρησιµοποιούµε τους συµβολισµούς L= M και R = M Απλές (σύνθετες) ΜΤ R = R ~ Βρίσκει το πρώτο προς τα δεξιά L = L ~ Βρίσκει το πρώτο προς τα αριστερά = R ~ L ~ = R L Βρίσκει τον πρώτο µή κενό χαρακτήρα ( ) προς τα δεξιά Βρίσκει τον πρώτο µή κενό χαρακτήρα ( ) προς τα αριστερά 7

8 Μηχανή αντιγραφής (C) C = L R a R 2 a L 2 a a= R Αυτή η ΜΤ δηµιουργεί ένα αντίγραφο του περιεχοµένου της ταινίας, δηλαδή για w (Σ-{, })* από την ταινία w παράγει την ταινία w w (αποδείξτε το) Μηχανή ολίσθησης δεξιά (S ) a S = L R a L a R a= Αυτή η ΜΤ ολισθαίνει το περιεχόµενο της ταινίας µία θέση προς τα δεξιά, δηλαδή για w (Σ-{, })* από την ταινία w παράγει την ταινία w (αποδείξτε το) 8

9 Υπολογισµοί µε ΜΤ Ορισµός #1: Έστω ΜΤ M=(K,Σ,δ,s,{y,n}) y=yes, n=no και συµβολοσειρά w (Σ-{, })*. Ορίζουµε ότι: Η ΜΤ M αποδέχεται το w αν (s, w) Μ * (y, xxx) Η ΜΤ M απορρίπτει το w αν (s, w) Μ * (n, xxx) όπου xxx αντιπροσωπεύει οποιαδήποτε περιεχόµενο της ταινίας ΠΡΟΣΟΧΗ: Αν η ΜΤ Μ δεν καταλήγει σε κατάσταση τερµατισµού (καθώς διαβάζει το συγκεκριµένο περιεχόµενο της ταινίας) τότε η Μ ούτε αποδέχεται ούτε απορρίπτει! Υπολογισµοί µε ΜΤ (συνέχεια) Ορισµός #2: Αν Σ 0 Σ-{, } και η γλώσσα L Σ 0 * τότε η ΜΤ Μ αποφασίζει τη γλώσσα L αν: η Μ αποδέχεται κάθε w L και η Μ απορρίπτει κάθε w L Ορισµός #3: Μία γλώσσα L λέγεται αναδροµική αν υπάρχει ΜΤ που την αποφασίζει. 9

10 Παράδειγµα: Η αναδροµική γλώσσα L={a n b n c n, n 0} Έχουµε ήδη δείξει ότι αυτή η γλώσσα L δεν είναι ούτε κανονική ούτε χωρίς συµφραζόµενα Είναι όµως αναδροµική γιατί την αποφασίζει η παρακάτω ΜΤ d a b R dr dr dl b,c c, a,d a, y n d a,b,c όπου η ΜΤ y κάνει απλώς τη νέα κατάσταση y (yes) και η ΜΤ n κάνει τη νέα κατάσταση n (no) b,d c Υπολογισµοί Συναρτήσεων µε ΜΤ Ορισµός #1: Έστω ΜΤ M=(K,Σ,δ,s,{h}) και συµβολοσειρά w Σ 0 * όπου Σ 0 Σ-{, }. Ορίζουµε ότι η συµβολοσειρά y Σ 0 * είναι η έξοδος της ΜΤ Μ στην είσοδο w (γράφουµε y=m(w) ) όταν: (s, w) Μ * (h, y) Ορισµός #2: Έστω συνάρτηση f: Σ 0 * Σ 0 *. H παραπάνω MT υπολογίζει την f αν f(w)=m(w) για κάθε w Σ 0 * Ορισµός #3: Η συνάρτηση f: Σ 0 * Σ 0 * λέγεται αναδροµική αν υπάρχει ΜΤ που την υπολογίζει 10

11 Αριθµητικοί Υπολογισµοί µε ΜΤ H συµβολοσειρά w=a 1 a 2 a n {0,1}* αποτελεί διαδική αναπαράσταση του φυσικού αριθµού num(w)=a 1 2 n-1 +a 2 2 n-2 + +a n 2 0 Αντιστρόφως για κάθε φυσικό αριθµό υπάρχει η αντίστοιχη διαδική αναπαράσταση w 0 1(0 1)* Ορισµός #1: Έστω ΜΤ M=(K,Σ,δ,s,{h}) όπου 0,1 Σ και επιπλέον ο βοηθητικός χαρακτήρας ; Σ. Έστω επίσης f: N k N (k>0) Η ΜΤ Μ υπολογίζει την f αν για κάθε w 1,w 2,,w k 0 1(0 1)* num(m(w 1 ;w 2 ; ;w k )) = f(num(w 1 ), num(w 2 ),, num(w k )) Ορισµός #2: Μία συνάρτηση f: N k N (k>0) λέγεται αναδροµική αν υπάρχει ΜΤ που την υπολογίζει Αναδροµικά Απαριθµήσιµες Γλώσσες Ορισµός #1: Έστω ΜΤ M=(K,Σ,δ,s,H) και L Σ 0 * όπου Σ 0 Σ-{, }. Η ΜΤ Μ ηµιαποφασίζει τη γλώσσα L αν w Σ 0 * ισχύει: w L αν και µόνο αν η ΜΤ M σταµατά όταν δεχθεί είσοδο w (δεν µας ενδιαφέρει σε ποιά ολική κατάσταση σταµατά) Ορισµός #2: Μία γλώσσα L είναι αναδροµικά απαριθµήσιµη αν υπάρχει ΜΤ που την ηµιαποφασίζει Θεωρήµατα (χωρίς απόδειξη): 1. Αν η L είναι αναδροµική τότε είναι και αναδροµικά απαριθµήσιµη (υπάρχουν όµως αναδροµικά απαριθµήσιµες γλώσσες που δεν είναι αναδροµικές) 2. Αν η L είναι αναδροµική τότε και το συµπλήρωµά της (Σ 0 *- L) είναι αναδροµική γλώσσα 11

12 Μη Αιτιοκρατικές ΜΤ (ΜΑΜΤ) Η διατεταγµένη πεντάδα Μ=(K, Σ,, s, H) όπου τα K, Σ, s, H είναι όπως στις MT αλλά το σύνολο είναι σχέση: ((Κ-Η) Σ) (Κ (Σ {, })) (και όχι συνάρτηση όπως η δ: ((Κ-Η) Σ) (Κ (Σ {, })) στις συµβατικές ΜΤ) λέγεται Μη Αιτιοκρατική ΜΤ. Σε µία ΜΑΜΤ (κατ αναλογία µε τα ΜΑΠΑ) από µία ολική κατάσταση µπορεί να παραχθούν περισσότερες της µίας νέες ολικές καταστάσεις. Μη Αιτιοκρατικές ΜΤ (ΜΑΜΤ) (συνέχεια -1) Ορισµός #1: Η ΜΑΜΤ M = (K, Σ,, s, H) αποδέχεται την είσοδο w (Σ-{, })* αν (s, w) Μ * (h, uav) για κάποιο h H και a Σ, u, v Σ* Σηµείωση: η ΜΑΜΤ αποδέχεται το w ακόµη και αν υπάρχουν υπολογισµοί (από τους πολλούς που διενεργούνται παράλληλα που δεν καταλήγουν σε κατάσταση τερµατισµού) 12

13 Μη Αιτιοκρατικές ΜΤ (ΜΑΜΤ) (συνέχεια - 2) Ορισµός #2: Η ΜΑΜΤ M = (K, Σ,, s, H) ηµιαποφασίζει τη γλώσσα L (Σ-{, })* αν w (Σ-{, })* ισχύει: w L αν και µόνον αν η MAΜΤ M αποδέχεται τη συµβολοσειρά w Μη Αιτιοκρατικές ΜΤ (ΜΑΜΤ) (συνέχεια - 3) Ορισµός #3: Η ΜΑΜΤ M = (K, Σ,, s, {y,n}) αποφασίζει τη γλώσσα L (Σ-{, })* αν ισχύουν τα ακόλουθα w (Σ-{, })* : 1. Υπάρχει (αρκετά µεγάλος) φυσικός αριθµός N=N(M,w) τέτοιος ώστε κανένας υπολογισµός που ξεκινά από την ολική κατάσταση (s, w) δεν διαρκεί πάνω από N βήµατα (δηλ. δεν υπάρχει ολική κατάσταση C για την οποία (s, w) ΜΝ C ) 2. w L αν και µόνο αν (s, w) Μ * (y, uav) για κάποια a Σ, u, v Σ* 13

14 Μη Αιτιοκρατικές ΜΤ (ΜΑΜΤ) (συνέχεια - 4) Ορισµός #4: Η ΜΑΜΤ M = (K, Σ,, s, H) υπολογίζει τη συνάρτηση f: (Σ-{, })* (Σ-{, })* αν ισχύουν τα ακόλουθα w (Σ-{, })* : 1. Υπάρχει (αρκετά µεγάλος) φυσικός αριθµός N=N(M,w) τέτοιος ώστε κανένας υπολογισµός που ξεκινά από την ολική κατάσταση (s, w) δεν διαρκεί πάνω από N βήµατα (όπως και πριν) 2. (s, w) Μ * (h, uav) µε h H αν και µόνο αν ua = και v=f(w) Σηµείωση: Από 1 & 2 προκύπτει ότι όλοι οι εναλλακτικοί υπολογισµοί τερµατίζουν (όχι όµως αναγκαστικά στην ίδια κατάσταση ούτε µε το ίδιο πλήθος βηµάτων) και µάλιστα δίνουν το ίδιο αποτέλεσµα f(w) Ισοδυναµία ΜΑΜΤ και ΜΤ Αν µία ΜΑΜΤ ηµιαποφασίζει ή αποφασίζει µία γλώσσα ή υπολογίζει µία συνάρτηση τότε υπάρχει συµβατική ΜΤ που κάνει το ίδιο 14

15 Γραµµατικές (χωρίς περιορισµούς) Ορισµός: Μία Γραµµατική (χωρίς περιορισµούς) είναι µία τετράδα G=(V,Σ,R,S) όπου: V είναι ένα επεκτεταµένο αλφάβητο Σ είναι το σύνολο των Τερµατικών Συµβόλων (ΤΣ) δηλαδή το κλασσικό µας αλφάβητο. Σ V. R το σύνολο των κανόνων της γραµµατικής µε R (V*(V-Σ)V* V* (όπου V* όλες οι συµβολοσειρές του V) S το Σύµβολο Εκκίνησης (ΣΕ) V-Σ Το V-Σ είναι το σύνολο Μη Τερµατικών Συµβόλων (ΜΤΣ) Σηµείωση: Η διαφορά των Γραµµατικών (χωρίς περιορισµούς) από τις ΓΧΣ συνίσταται στη µορφή των κανόνων R. Σε αντίθεση µε τις ΓΧΣ οι Γραµµατικές (χωρίς περιορισµούς) µπορεί να περιέχουν κανόνες της µορφής CA AC, uav ubw κ.λπ. (που λαµβάνουν υπόψη τα συµφραζόµενα των µη τερµατικών συµβόλων) Γλώσσες που γεννιούνται από Γραµµατικές (χωρίς περιορισµούς) Η γλώσσα L=L(G) Σ* γεννιέται από τη Γραµµατική (χωρίς περιορισµούς) G αν όλες οι συµβολοσειρές της γεννιούνται από την G Θεώρηµα (χωρίς απόδειξη): Μία γλώσσα L=L(G) γεννιέται από µία Γραµµατική (χωρίς περιορισµούς) G αν και µόνον αν είναι αναδροµικά απαριθµήσιµη 15

16 Παράδειγµα Λειτουργίας Γραµµατικής Έστω G=(V,Σ,R,S) µε V={S, a, b, c, A, B, C, T a, T b, T c } Σ={a, b, c} R = {S ABCS, S T c CA AC, BA AB, CB BC, CT c T c c, CT c T b c, BT b T b b, BT b T a b, AT a T a a T a e } S=S Παράδειγµα γέννεσης (παραγωγής) συµβολοσειρών: S ABCS ABC T c ABT b c AT a bc T a abc abc Εύκολα φαίνεται ότι αυτή η Γραµµατική (χωρίς περιορισµούς) G γεννά τη γλώσσα L(G) = {a n b n c n : n 1} (δείξτε το) που ήδη ξέρουµε ότι είναι αναδροµικά απαριθµήσιµη! Υπολογιστική Πολυπλοκότητα και Γλώσσες Η διαδικασία λήψης της απόφασης για το αν µία συµβολοσειρά ανήκει σε µία γλώσσα έχει υπολογιστική πολυπλοκότητα που καθορίζεται από τον αριθµό βηµάτων της ΜΤ η ΜΑΜΤ που την (ηµι-)αποφασίζει για τις αναδροµικές και τις αναδροµικά απαριθµήσιµες γλώσσες ή του αυτόµατου στοίβας που την αποδέχεται για τις γλώσσες χωρίς συµφραζόµενα ή του πεπερασµένου αυτόµατου (ΑΠΑ ή ΜΑΠΑ) που την αποδέχεται για τις κανονικές γλώσσες 16

17 Υπολογιστική Πολυπλοκότητα και Γλώσσες 2 Μία ευρεία κατηγορία προβληµάτων µπορούν να εκφραστούν σαν προβλήµατα αναγνώρισης των συµβολοσειρών µίας από τις παραπάνω γλώσσες Κατά συνέπεια η πολυπλοκότητα των προβληµάτων αυτών και των αλγορίθµων επίλυσής τους συµπίπτει µε την πολυπλοκότητα της αντίστοιχης γλώσσας Παράδειγµα: αν x, y, z διαδικοί ακέραιοι: Πρόβληµα: είναι x+y=z ; Αντίστοιχη Γλώσσα: L={w = bits(x);bits(y);bits(z) / x+y=z } {0,1, ; }* όπου bits(x) η διαδική αναπαράσταση του x. Ο έλεγχος w L; είναι ισοδύναµος µε το παραπάνω Πρόβληµα Η κλάση P Μία ΜΤ Μ είναι πολυωνυµικά φραγµένη όταν υπάρχει πολυώνυµο p(n) τέτοιο ώστε να ισχύει: Για κάθε είσοδο x δεν υπάρχει ολική κατάσταση C τέτοια ώστε (s, w) Μ p( x )+1 C ηλαδή κανένας υπολογισµός δεν διαρκεί παραπάνω από p( x ) βήµατα. Μία γλώσσα λέγεται πολυωνυµικά αποφασιζόµενη (Polynomially decidable) όταν την αποφασίζει µία πολυωνυµικά φραγµένη ΜΤ Η κλάση των πολυωνυµικά αποφασιζόµενων γλωσσών λέγεταιp 17

18 Η κλάση NP Μία MAΜΤ Μ είναι πολυωνυµικά φραγµένη όταν υπάρχει πολυώνυµο p(n) τέτοιο ώστε να ισχύει: Για κάθε είσοδο x δεν υπάρχει ολική κατάσταση C τέτοια ώστε (s, w) Μ p( x )+1 C ηλαδή κανένας υπολογισµός (από τους πολλούς που εκτελούνται ταυτόχρονα λόγω του Μη Αιτιοκρατικού ) δεν διαρκεί παραπάνω από p( x ) βήµατα. Μία γλώσσα λέγεται µη αιτιοκρατικά πολυωνυµικά αποφασιζόµενη (Non-deterministic Polynomially decidable) όταν την αποφασίζει µία πολυωνυµικά φραγµένη MAΜΤ Η κλάση των µη αιτιοκρατικά πολυωνυµικά αποφασιζόµενων γλωσσών λέγεταιnp Η κλάση EXP Μία ΜΤ Μ είναι εκθετικά φραγµένη όταν υπάρχει πολυώνυµο p(n) τέτοιο ώστε να ισχύει: Για κάθε είσοδο x δεν υπάρχει ολική κατάσταση C τέτοια ώστε (s, w) Μ 2 p( x )+1 C ηλαδή κανένας υπολογισµός δεν διαρκεί παραπάνω από 2 p( x ) βήµατα. Μία γλώσσα λέγεται εκθετικά αποφασιζόµενη (EXPonentially decidable) όταν την αποφασίζει µία εκθετικά φραγµένη ΜΤ Η κλάση των εκθετικά αποφασιζόµενων γλωσσών λέγεται EXP 18

19 Η σχέση µεταξύ των κλάσεων P, NP, EXP P NP EXP 19

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύ

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύ Θεωρία Υπολογισμού Ενότητα 21: Υπολογισμοί ΜΤ - Αναδρομικές Γλώσσες Τμήμα Πληροφορικής Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως

Διαβάστε περισσότερα

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Κεφάλαιο 10. Μηχανές Turing 20,23 Μαρτίου 2007 Δρ. Παπαδοπούλου Βίκη 1 Μηχανές Turing: Ένα Γενικό Μοντέλο Υπολογισμού Ποια μοντέλα υπολογισμού μπορούν να δεχθούν γλώσσες

Διαβάστε περισσότερα

CSC 314: Switching Theory

CSC 314: Switching Theory CSC 314: Switching Theory Course Summary 9 th January 2009 1 1 Θέματα Μαθήματος Ερωτήσεις Τι είναι αλγόριθμος? Τι μπορεί να υπολογιστεί? Απαντήσεις Μοντέλα Υπολογισμού Δυνατότητες και μη-δυνατότητες 2

Διαβάστε περισσότερα

771 Η - Θεωρία Υπολογισµών και Αλγορίθµων

771 Η - Θεωρία Υπολογισµών και Αλγορίθµων 771 Η - Θεωρία Υπολογισµών και Αλγορίθµων Σηµειώσεις Μέρος 2 ο ιδάσκων: Το παρόν αποτελεί σηµειώσεις που αντιστοιχούν σε µέρος των διαλέξεων για το µάθηµα 771 Η - Θεωρία Υπολογισµών και Αλγορίθµων του

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ

ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ Ενότητα 10: Συνδυασμοί μηχανών Turing Ρεφανίδης Ιωάννης Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως

Διαβάστε περισσότερα

771 Η - Θεωρία Υπολογισµών και Αλγορίθµων

771 Η - Θεωρία Υπολογισµών και Αλγορίθµων 771 Η - Θεωρία Υπολογισµών και Αλγορίθµων Σηµειώσεις Μέρος 2 ο ιδάσκων: Το παρόν αποτελεί σηµειώσεις που αντιστοιχούν σε µέρος των διαλέξεων για το µάθηµα 771 Η - Θεωρία Υπολογισµών και Αλγορίθµων του

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Διάλεξη 12: Μηχανές Turing

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Διάλεξη 12: Μηχανές Turing ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας Διάλεξη 12: Μηχανές Turing Τι θα κάνουμε σήμερα Εισαγωγή στις Μηχανές Turing (TM) Τυπικός Ορισμός Μηχανής Turing (3.1.1) 1 Τι είδαμε μέχρι στιγμής Πεπερασμένα

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ

ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ Ενότητα 8: Ιδιότητες Γραμματικών χωρίς Συμφραζόμενα Ρεφανίδης Ιωάννης Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό

Διαβάστε περισσότερα

Ποιές οι θεµελιώδεις δυνατότητες και ποιοί οι εγγενείς περιορισµοί των υπολογιστών ; Τί µπορούµε και τί δε µπορούµε να υπολογίσουµε (και γιατί);

Ποιές οι θεµελιώδεις δυνατότητες και ποιοί οι εγγενείς περιορισµοί των υπολογιστών ; Τί µπορούµε και τί δε µπορούµε να υπολογίσουµε (και γιατί); Μοντελοποίηση του Υπολογισµού Στοιχεία Θεωρίας Υπολογισµού (): Τυπικές Γλώσσες, Γραµµατικές Ορέστης Τελέλης telelis@unipi.gr Τµήµα Ψηφιακών Συστηµάτων, Πανεπιστήµιο Πειραιώς Ποιές οι θεµελιώδεις δυνατότητες

Διαβάστε περισσότερα

Στοιχεία Θεωρίας Υπολογισµού (1): Τυπικές Γλώσσες, Γραµµατικές

Στοιχεία Θεωρίας Υπολογισµού (1): Τυπικές Γλώσσες, Γραµµατικές Στοιχεία Θεωρίας Υπολογισµού (1): Τυπικές Γλώσσες, Γραµµατικές Ορέστης Τελέλης telelis@unipi.gr Τµήµα Ψηφιακών Συστηµάτων, Πανεπιστήµιο Πειραιώς Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Θεωρία Υπολογισµού 1 /

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Επανάληψη Μαθήματος

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Επανάληψη Μαθήματος ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας Επανάληψη Μαθήματος Το Μάθημα σε μια Διαφάνεια Υπολογιστικά μοντέλα Κανονικές Γλώσσες Ντετερμινιστικά Αυτόματα Μη Ντετερμινιστικά Αυτόματα Κανονικές Εκφράσεις

Διαβάστε περισσότερα

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύ

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύ Θεωρία Υπολογισμού Ενότητα 26: Καθολική Μηχανή Turing Τμήμα Πληροφορικής Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που

Διαβάστε περισσότερα

Σε αυτό το µάθηµα. Εισαγωγή στις Μηχανές Turing. Μηχανή Turing (Turing Machine - TM) Μηχανές Turing. Παραδείγµατα Μηχανών Turing

Σε αυτό το µάθηµα. Εισαγωγή στις Μηχανές Turing. Μηχανή Turing (Turing Machine - TM) Μηχανές Turing. Παραδείγµατα Μηχανών Turing Σε αυτό το µάθηµα Εισαγωγή στις Μηχανές Turing Ορέστης Τελέλης telelis@unipi.gr Τµήµα Ψηφιακών Συστηµάτων, Πανεπιστήµιο Πειραιώς Παραδείγµατα Μηχανών Turing Παραλλαγές: Πολυταινιακές, Μη ντετερµινιστικές

Διαβάστε περισσότερα

CSC 314: Switching Theory. Chapter 3: Turing Machines

CSC 314: Switching Theory. Chapter 3: Turing Machines CSC 314: Switching Theory Chapter 3: Turing Machines 21 November 2008 1 Dr. Vicky Papadopoulou 1 Μηχανές Turing: Ένα Γενικό Μοντέλο Υπολογισμού Ποια μοντέλα υπολογισμού μπορούν να δεχθούν γλώσσες της μορφής

Διαβάστε περισσότερα

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Ασυμφραστικές Γλώσσες (2)

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Ασυμφραστικές Γλώσσες (2) Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Ασυμφραστικές Γλώσσες (2) Στην ενότητα αυτή θα μελετηθούν τα εξής επιμέρους θέματα: Αυτόματα Στοίβας (2.2) Τυπικός Ορισμός Παραδείγματα Ισοδυναμία με Ασυμφραστικές

Διαβάστε περισσότερα

Μεταγλωττιστές. Γιώργος Δημητρίου. Μάθημα 2 ο. Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας - Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών

Μεταγλωττιστές. Γιώργος Δημητρίου. Μάθημα 2 ο. Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας - Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών Γιώργος Δημητρίου Μάθημα 2 ο Αλφάβητα και Γλώσσες Αλφάβητο: Ένα μη κενό και πεπερασμένο σύνολο συμβόλων Γλώσσα: Ένα οποιοδήποτε υποσύνολο των συμβολοσειρών ενός αλφαβήτου (οι προτάσεις της γλώσσας, πχ.

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Διάλεξη 7: Ασυμφραστικές Γλώσσες (Γλώσσες Ελεύθερες Συμφραζομένων)

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Διάλεξη 7: Ασυμφραστικές Γλώσσες (Γλώσσες Ελεύθερες Συμφραζομένων) ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας Διάλεξη 7: Ασυμφραστικές Γλώσσες (Γλώσσες Ελεύθερες Συμφραζομένων) Τι θα κάνουμε σήμερα Εισαγωγικά Ασυμφραστικές Γραμματικές (2.1) Τυπικός Ορισμός Της Ασυμφραστικής

Διαβάστε περισσότερα

ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΘΕΜΕΛΙΩΣΕΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ ΓΙΑ ΤΟ ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΚΑΙ ΤΟ ΛΥΚΕΙΟ

ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΘΕΜΕΛΙΩΣΕΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ ΓΙΑ ΤΟ ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΚΑΙ ΤΟ ΛΥΚΕΙΟ ΜΕΡΟΣ ΤΡΙΤΟ Ένταξη των Τ.Π.Ε. στην διδασκαλία και τη µάθηση I) ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΘΕΜΕΛΙΩΣΕΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ ΓΙΑ ΤΟ ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΚΑΙ ΤΟ ΛΥΚΕΙΟ Παύλος Γ. Σπυράκης (google: Paul Spirakis) Ερευνητικό Ακαδηµαϊκό

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Διάλεξη 13: Παραλλαγές Μηχανών Turing και Περιγραφή Αλγορίθμων

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Διάλεξη 13: Παραλλαγές Μηχανών Turing και Περιγραφή Αλγορίθμων ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας Διάλεξη 13: Παραλλαγές Μηχανών Turing και Περιγραφή Αλγορίθμων Τι θα κάνουμε σήμερα Εισαγωγή Πολυταινιακές Μηχανές Turing (3.2.1) Μη Ντετερμινιστικές Μηχανές

Διαβάστε περισσότερα

HEAD INPUT. q0 q1 CONTROL UNIT

HEAD INPUT. q0 q1 CONTROL UNIT Πεπερασμένα Αυτόματα (ΠΑ) Τα πεπερασμένα αυτόματα είναι οι απλούστερες «υπολογιστικές μηχανές». Δεν έχουν μνήμη, μόνο μία εσωτερική μονάδα με πεπερασμένο αριθμό καταστάσεων. Διαβάζουν τη συμβολοσειρά εισόδου

Διαβάστε περισσότερα

Η NTM αποδέχεται αν µονοπάτι στο δέντρο που οδηγεί σε αποδοχή.

Η NTM αποδέχεται αν µονοπάτι στο δέντρο που οδηγεί σε αποδοχή. Μη ντετερµινιστικές Μηχανές Turing - NTMs (1/6) Μηχανές Turing: Μη ντετερµινισµός, Επιλύσιµα Προβλήµατα Ορέστης Τελέλης telelis@unipi.gr Τµήµα Ψηφιακών Συστηµάτων, Πανεπιστήµιο Πειραιώς 10 εκεµβρίου 2016

Διαβάστε περισσότερα

Γενικές Παρατηρήσεις. Μη Κανονικές Γλώσσες - Χωρίς Συµφραζόµενα (1) Το Λήµµα της Αντλησης. Χρήση του Λήµµατος Αντλησης.

Γενικές Παρατηρήσεις. Μη Κανονικές Γλώσσες - Χωρίς Συµφραζόµενα (1) Το Λήµµα της Αντλησης. Χρήση του Λήµµατος Αντλησης. Γενικές Παρατηρήσεις Μη Κανονικές Γλώσσες - Χωρίς Συµφραζόµενα () Ορέστης Τελέλης telelis@unipi.gr Τµήµα Ψηφιακών Συστηµάτων, Πανεπιστήµιο Πειραιώς Υπάρχουν µη κανονικές γλώσσες, π.χ., B = { n n n }. Αυτό

Διαβάστε περισσότερα

771 Η - Θεωρία Υπολογισµών και Αλγορίθµων

771 Η - Θεωρία Υπολογισµών και Αλγορίθµων 771 Η - Θεωρία Υπολογισµών και Αλγορίθµων Σηµειώσεις Μέρος 3 ο ιδάσκων: Το παρόν αποτελεί σηµειώσεις που αντιστοιχούν σε µέρος των διαλέξεων για το µάθηµα 771 Η - Θεωρία Υπολογισµών και Αλγορίθµων του

Διαβάστε περισσότερα

Αυτόματα και Υπολογιστικά Μοντέλα Automata and Models of Computation

Αυτόματα και Υπολογιστικά Μοντέλα Automata and Models of Computation Αυτόματα και Υπολογιστικά Μοντέλα Automata and Models of Computation Διδάσκων: Στάθης Ζάχος Επιμέλεια Διαφανειών: Μάκης Αρσένης CoReLab ΣΗΜΜΥ - Ε.Μ.Π. Φεβρουάριος 2017 Διδάσκων: Στάθης Ζάχος ( CoReLab

Διαβάστε περισσότερα

Η δυαδική σχέση M ( «παράγει σε ένα βήμα» ) ορίζεται ως εξής: (q, w) M (q, w ), αν και μόνο αν w = σw, για κάποιο σ Σ

Η δυαδική σχέση M ( «παράγει σε ένα βήμα» ) ορίζεται ως εξής: (q, w) M (q, w ), αν και μόνο αν w = σw, για κάποιο σ Σ Πεπερασμένα Αυτόματα (ΠΑ) Τα πεπερασμένα αυτόματα είναι οι απλούστερες «υπολογιστικές μηχανές». Δεν έχουν μνήμη, μόνο μία εσωτερική μονάδα με πεπερασμένο αριθμό καταστάσεων. Διαβάζουν τη συμβολοσειρά εισόδου

Διαβάστε περισσότερα

Σύνοψη Προηγούµενου. Κανονικές Γλώσσες (1) Προβλήµατα και Γλώσσες. Σε αυτό το µάθηµα. ιαδικαστικά του Μαθήµατος.

Σύνοψη Προηγούµενου. Κανονικές Γλώσσες (1) Προβλήµατα και Γλώσσες. Σε αυτό το µάθηµα. ιαδικαστικά του Μαθήµατος. Σύνοψη Προηγούµενου Κανονικές Γλώσσες () ιαδικαστικά του Μαθήµατος. Ορέστης Τελέλης telelis@unipi.gr Τµήµα Ψηφιακών Συστηµάτων, Πανεπιστήµιο Πειραιώς Εισαγωγή: Υπολογισιµότητα και Πολυπλοκότητα. Βασικές

Διαβάστε περισσότερα

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Κανονικές Γλώσσες (1)

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Κανονικές Γλώσσες (1) Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Κανονικές Γλώσσες () Στην ενότητα αυτή θα μελετηθούν τα εξής επιμέρους θέματα: Πεπερασμένα Αυτόματα (Κεφάλαιο., Sipser) Ορισμός πεπερασμένων αυτομάτων και ορισμός του

Διαβάστε περισσότερα

Σειρά Προβλημάτων 4 Λύσεις

Σειρά Προβλημάτων 4 Λύσεις Άσκηση 1 Σειρά Προβλημάτων 4 Λύσεις (α) Να διατυπώσετε την τυπική περιγραφή μιας μηχανής Turing που να διαγιγνώσκει τη γλώσσα { n 3 } (α) H ζητούμενη μηχανή Turing μπορεί να διατυπωθεί ως την επτάδα Q,

Διαβάστε περισσότερα

Σειρά Προβλημάτων 4 Λύσεις

Σειρά Προβλημάτων 4 Λύσεις Άσκηση 1 Σειρά Προβλημάτων 4 Λύσεις (α) Να διατυπώσετε την τυπική περιγραφή μιας μηχανής Turing (αυθεντικός ορισμός) η οποία να διαγιγνώσκει τη γλώσσα { ww w {a,b}* }. (β) Να διατυπώσετε την τυπική περιγραφή

Διαβάστε περισσότερα

Τεχνητή Νοημοσύνη. 21η διάλεξη ( ) Ίων Ανδρουτσόπουλος.

Τεχνητή Νοημοσύνη. 21η διάλεξη ( ) Ίων Ανδρουτσόπουλος. Τεχνητή Νοημοσύνη 21η διάλεξη (2016-17) Ίων Ανδρουτσόπουλος http://www.aueb.gr/users/ion/ 1 Οι διαφάνειες αυτής της διάλεξης βασίζονται στα βιβλία: «Artificial Intelligence A Modern Approach» των. Russel

Διαβάστε περισσότερα

Κωστόπουλος ηµήτριος Μ.Π.Λ.Α. TAPE COMPRESSION (θεώρηµα 2.3 Παπαδηµητρίου)

Κωστόπουλος ηµήτριος Μ.Π.Λ.Α. TAPE COMPRESSION (θεώρηµα 2.3 Παπαδηµητρίου) Κωστόπουλος ηµήτριος Μ.Π.Λ.Α. TAPE COMPRESSION (θεώρηµα 2.3 Παπαδηµητρίου) Εισαγωγή. Αυτό το φυλλάδιο έχει στόχο να δώσει ένα ανάλογο αποτέλεσµα µε αυτό του linear speedup θεωρήµατος, εάν έχουµε µία µηχανή

Διαβάστε περισσότερα

Πεπερασμένος έλεγχος καταστάσεων

Πεπερασμένος έλεγχος καταστάσεων Κεφάλαιο 6 Μηχανές Turing Σύνοψη Οι Μηχανές Turing (ΜΤ) δεν είναι απλά μία ακόμη μηχανή αναγνώρισης για κάποια ευρύτερη οικογένεια γλωσσών από τις γλώσσες, που γίνονται δεκτές από τα Αυτόματα Στοίβας.

Διαβάστε περισσότερα

Πεπερασμένα Αυτόματα. ιδάσκοντες: Φ. Αφράτη,. Φωτάκης Επιμέλεια διαφανειών:. Φωτάκης. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών

Πεπερασμένα Αυτόματα. ιδάσκοντες: Φ. Αφράτη,. Φωτάκης Επιμέλεια διαφανειών:. Φωτάκης. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Πεπερασμένα Αυτόματα ιδάσκοντες: Φ. Αφράτη,. Φωτάκης Επιμέλεια διαφανειών:. Φωτάκης Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Πεπερασμένα Αυτόματα είναι απλούστερες

Διαβάστε περισσότερα

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Ασυμφραστικές Γλώσσες (2)

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Ασυμφραστικές Γλώσσες (2) Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Ασυμφραστικές Γλώσσες (2) Στην ενότητα αυτή θα μελετηθούν τα εξής επιμέρους θέματα: Αυτόματα Στοίβας (2.2) Τυπικός Ορισμός Παραδείγματα Ισοδυναμία με Ασυμφραστικές

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 4ο εξάμηνοσhmμy 6η ενότητα: Αυτόματα, τυπικές γλώσσες, γραμματικές Επιμέλεια διαφανειών: Στάθης Ζάχος, Άρης Παγουρτζής http://www.corelab.ece.ntua.gr/courses/introcs

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Διάλεξη 10: Αυτόματα Στοίβας II

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Διάλεξη 10: Αυτόματα Στοίβας II ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας Διάλεξη 10: Αυτόματα Στοίβας II Τι θα κάνουμε σήμερα Ισοδυναμία αυτομάτων στοίβας με ασυμφραστικές γραμματικές (2.2.3) 1 Ισοδυναμία PDA με CFG Θεώρημα: Μια

Διαβάστε περισσότερα

CSC 314: Switching Theory. Chapter 3: Turing Machines

CSC 314: Switching Theory. Chapter 3: Turing Machines CSC 314: Switching Theory Chapter 3: Turing Machines 28 November 2008 1 1 Υπολογισμοί σε Μηχανές Turing Πως χρησιμοποιούμε μια μηχανή Turing? Για την αναγνώριση μιας γλώσσας? Σύμβαση για την αναγνώριση

Διαβάστε περισσότερα

Στοιχεία Θεωρίας Υπολογισµού (2): Πεπερασµένα Αυτόµατα, Κανονικές Εκφράσεις

Στοιχεία Θεωρίας Υπολογισµού (2): Πεπερασµένα Αυτόµατα, Κανονικές Εκφράσεις Στοιχεία Θεωρίας Υπολογισµού (2): Πεπερασµένα Αυτόµατα, Κανονικές Εκφράσεις Ορέστης Τελέλης telelis@unipi.gr Τµήµα Ψηφιακών Συστηµάτων, Πανεπιστήµιο Πειραιώς Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Θεωρία Υπολογισµού

Διαβάστε περισσότερα

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Αναγωγές

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Αναγωγές Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Αναγωγές Στην ενότητα αυτή θα μελετηθούν τα εξής επιμέρους θέματα: Ανεπίλυτα Προβλήματα από τη Θεωρία Γλωσσών (5.1) To Πρόβλημα της Περάτωσης Το Πρόβλημα της Κενότητα

Διαβάστε περισσότερα

Σύνοψη Προηγούµενου. Γλώσσες χωρίς Συµφραζόµενα (2) Ισοδυναµία CFG και PDA. Σε αυτό το µάθηµα. Αυτόµατα Στοίβας Pushdown Automata

Σύνοψη Προηγούµενου. Γλώσσες χωρίς Συµφραζόµενα (2) Ισοδυναµία CFG και PDA. Σε αυτό το µάθηµα. Αυτόµατα Στοίβας Pushdown Automata Σύνοψη Προηγούµενου Γλώσσες χωρίς Συµφραζόµενα (2) Ορέστης Τελέλης telelis@unipi.gr Τµήµα Ψηφιακών Συστηµάτων, Πανεπιστήµιο Πειραιώς Αυτόµατα Στοίβας Pushdown utomata Ισοδυναµία µε τις Γλώσσες χωρίς Συµφραζόµενα:

Διαβάστε περισσότερα

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Κεφάλαιο 7. Αυτόματα Στοίβας 9,13 Μαρτίου 2007 Δρ. Παπαδοπούλου Βίκη 1 Γιατί τα πεπερασμένα αυτόματα δεν μπορούν να αναπαραστήσουν οποιαδήποτε κατηγορηματική γλώσσα?

Διαβάστε περισσότερα

Σύνοψη Προηγούµενου. Γλώσσες χωρίς Συµφραζόµενα (2): Αυτόµατα Στοίβας. Παραδείγµατα Σχεδιασµού CFG. Παράδειγµα 1.

Σύνοψη Προηγούµενου. Γλώσσες χωρίς Συµφραζόµενα (2): Αυτόµατα Στοίβας. Παραδείγµατα Σχεδιασµού CFG. Παράδειγµα 1. Σύνοψη Προηγούµενου Γλώσσες χωρίς Συµφραζόµενα 2): Αυτόµατα Στοίβας Ορέστης Τελέλης telelis@unipi.gr Τµήµα Ψηφιακών Συστηµάτων, Πανεπιστήµιο Πειραιώς Μη Κανονικές Γλώσσες Το Λήµµα της Αντλησης για τις

Διαβάστε περισσότερα

Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου. Θεωρία Υπολογισμού. Ενότητα 11 : Γραμματικές χωρίς συμφραζόμενα. Αλέξανδρος Τζάλλας

Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου. Θεωρία Υπολογισμού. Ενότητα 11 : Γραμματικές χωρίς συμφραζόμενα. Αλέξανδρος Τζάλλας 1 Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεωρία Υπολογισμού Ενότητα 11 : Γραμματικές χωρίς συμφραζόμενα Αλέξανδρος Τζάλλας 2 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής

Διαβάστε περισσότερα

Chapter 7, 8 : Time, Space Complexity

Chapter 7, 8 : Time, Space Complexity CSC 314: Switching Theory Chapter 7, 8 : Time, Space Complexity 19 December 2008 1 1 Κλάση NP 2 Μη-Ντετερμινιστικές Μηχανές Turing: Eίναι δυνατόν σε μια συνολική κατάσταση να υπάρχουν πολλές δυνατές επόμενες

Διαβάστε περισσότερα

Σειρά Προβλημάτων 4 Λύσεις

Σειρά Προβλημάτων 4 Λύσεις Άσκηση 1 Σειρά Προβλημάτων 4 Λύσεις (α) Να διατυπώσετε την τυπική περιγραφή μιας μηχανής Turing που να διαγιγνώσκει τη γλώσσα { ww rev w {a, b} * και w αποτελεί καρκινική λέξη } (α) H ζητούμενη μηχανή

Διαβάστε περισσότερα

Μοντελοποίηση Υπολογισμού. Γραμματικές Πεπερασμένα Αυτόματα Κανονικές Εκφράσεις

Μοντελοποίηση Υπολογισμού. Γραμματικές Πεπερασμένα Αυτόματα Κανονικές Εκφράσεις Μοντελοποίηση Υπολογισμού Γραμματικές Πεπερασμένα Αυτόματα Κανονικές Εκφράσεις Προβλήματα - Υπολογιστές Δεδομένου ενός προβλήματος υπάρχουν 2 σημαντικά ερωτήματα: Μπορεί να επιλυθεί με χρήση υπολογιστή;

Διαβάστε περισσότερα

Φροντιστήριο 8 Λύσεις

Φροντιστήριο 8 Λύσεις Άσκηση 1 Θεωρήστε την πιο κάτω Μηχανή Turing. Φροντιστήριο 8 Λύσεις Σε κάθε σκέλος, να προσδιορίσετε την ακολουθία των φάσεων τις οποίες διατρέχει η μηχανή όταν δέχεται τη διδόμενη λέξη. (α) 11 (β) 1#1

Διαβάστε περισσότερα

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα To Δόγμα Church-Turing

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα To Δόγμα Church-Turing Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα To Δόγμα Church-Turing Στην ενότητα αυτή θα μελετηθούν τα εξής επιμέρους θέματα: Μηχανές Turing (3.1) Τυπικό Ορισμός Παραδείγματα Παραλλαγές Μηχανών Turing (3.2) Πολυταινιακές

Διαβάστε περισσότερα

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύ

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύ Θεωρία Υπολογισμού Ενότητα 14: Γραμματικές Χωρίς Συμφραζόμενα Τμήμα Πληροφορικής Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες,

Διαβάστε περισσότερα

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Κανονικές Γλώσσες (2)

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Κανονικές Γλώσσες (2) Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Κανονικές Γλώσσες (2) Στην ενότητα αυτή θα μελετηθούν τα εξής επιμέρους θέματα: Κανονικές Εκφράσεις (1.3) Τυπικός Ορισμός Ισοδυναμία με κανονικές γλώσσες Μη Κανονικές

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ

ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ Ενότητα 5: Μη κανονικές γλώσσες Ρεφανίδης Ιωάννης Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες,

Διαβάστε περισσότερα

Αυτόματα. Παράδειγμα: πωλητής καφέ (iii) Παράδειγμα: πωλητής καφέ (iv) Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 6

Αυτόματα. Παράδειγμα: πωλητής καφέ (iii) Παράδειγμα: πωλητής καφέ (iv) Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 6 Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 3η ενότητα: Αυτόματα και Τυπικές Γραμματικές http://www.corelab.ece.ntua.gr/courses/ Αυτόματα Τρόπος κωδικοποίησης αλγορίθμων. Τρόπος περιγραφής συστημάτων πεπερασμένων

Διαβάστε περισσότερα

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Διαγνωσιμότητα

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Διαγνωσιμότητα Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Διαγνωσιμότητα Στην ενότητα αυτή θα μελετηθούν τα εξής επιμέρους θέματα: Διαγνώσιμες Γλώσσες (4.1) Επιλύσιμα Προβλήματα σχετικά με Κανονικές Γλώσσες Επιλύσιμα Προβλήματα

Διαβάστε περισσότερα

Αποφασισιµότητα / Αναγνωρισιµότητα. Μη Επιλύσιµα Προβλήµατα. Η έννοια της αναγωγής. Τερµατίζει µια δεδοµένη TM για δεδοµένη είσοδο;

Αποφασισιµότητα / Αναγνωρισιµότητα. Μη Επιλύσιµα Προβλήµατα. Η έννοια της αναγωγής. Τερµατίζει µια δεδοµένη TM για δεδοµένη είσοδο; Αποφασισιµότητα / Αναγνωρισιµότητα Ορέστης Τελέλης telelis@unipi.gr Μη Επιλύσιµα Προβλήµατα Τµήµα Ψηφιακών Συστηµάτων, Πανεπιστήµιο Πειραιώς 2/12/2015 Ο. Τελέλης Πανεπιστήµιο Πειραιώς Αποφασισιµότητα 2/12/2015

Διαβάστε περισσότερα

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Ασυμφραστικές Γλώσσες (1)

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Ασυμφραστικές Γλώσσες (1) Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Ασυμφραστικές Γλώσσες (1) Στην ενότητα αυτή θα μελετηθούν τα εξής επιμέρους θέματα: Ασυμφραστικές Γραμματικές (2.1) Τυπικός Ορισμός Σχεδιασμός Ασυμφραστικών Γραμματικών

Διαβάστε περισσότερα

Κανονικές Γλώσσες. ιδάσκοντες: Φ. Αφράτη,. Φωτάκης Επιμέλεια διαφανειών:. Φωτάκης. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών

Κανονικές Γλώσσες. ιδάσκοντες: Φ. Αφράτη,. Φωτάκης Επιμέλεια διαφανειών:. Φωτάκης. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Κανονικές Γλώσσες ιδάσκοντες: Φ. Αφράτη,. Φωτάκης Επιμέλεια διαφανειών:. Φωτάκης Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Κανονικές Γλώσσες Κανονική γλώσσα αν

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ

ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ Ενότητα 12: Μη ντετερμινιστικές μηχανές Turing Ρεφανίδης Ιωάννης Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό

Διαβάστε περισσότερα

3 Αναδροµή και Επαγωγή

3 Αναδροµή και Επαγωγή 3 Αναδροµή και Επαγωγή Η ιδέα της µαθηµατικής επαγωγής µπορεί να επεκταθεί και σε άλλες δοµές εκτός από το σύνολο των ϕυσικών N. Η ορθότητα της µαθηµατικής επαγωγής ϐασίζεται όπως ϑα δούµε λίγο αργότερα

Διαβάστε περισσότερα

Θεωρία Υπολογισμού Άρτιοι ΑΜ. Διδάσκων: Σταύρος Κολλιόπουλος. eclass.di.uoa.gr. Περιγραφή μαθήματος

Θεωρία Υπολογισμού Άρτιοι ΑΜ. Διδάσκων: Σταύρος Κολλιόπουλος. eclass.di.uoa.gr. Περιγραφή μαθήματος Περιγραφή μαθήματος Θεωρία Υπολογισμού Άρτιοι ΑΜ Σκοπός του μαθήματος είναι η εισαγωγή στη Θεωρία Υπολογισμού και στη Θεωρία Υπολογιστικής Πολυπλοκότητας (Θεωρία Αλγορίθμων). Διδάσκων: Σταύρος Κολλιόπουλος

Διαβάστε περισσότερα

Θεωρία Υπολογισμού Αρτιοι ΑΜ Διδάσκων: Σταύρος Κολλιόπουλος eclass.di.uoa.gr

Θεωρία Υπολογισμού Αρτιοι ΑΜ Διδάσκων: Σταύρος Κολλιόπουλος eclass.di.uoa.gr Θεωρία Υπολογισμού Άρτιοι ΑΜ Διδάσκων: Σταύρος Κολλιόπουλος eclass.di.uoa.gr Περιγραφή μαθήματος Σκοπός του μαθήματος είναι η εισαγωγή στη Θεωρία Υπολογισμού και στη Θεωρία Υπολογιστικής Πολυπλοκότητας

Διαβάστε περισσότερα

Σειρά Προβλημάτων 4 Λύσεις

Σειρά Προβλημάτων 4 Λύσεις Άσκηση 1 Σειρά Προβλημάτων 4 Λύσεις (α) Να διατυπώσετε την τυπική περιγραφή μιας μηχανής Turing που να διαγιγνώσκει τη γλώσσα { a 2n b n c 3n n 2 } : H ζητούμενη μηχανή Turing μπορεί να διατυπωθεί ως την

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 3η ενότητα: Αυτόματα και Τυπικές Γραμματικές http://www.corelab.ece.ntua.gr/courses/ Αυτόματα Τρόπος κωδικοποίησης αλγορίθμων. Τρόπος περιγραφής συστημάτων πεπερασμένων

Διαβάστε περισσότερα

Σειρά Προβλημάτων 4 Λύσεις

Σειρά Προβλημάτων 4 Λύσεις Άσκηση 1 Σειρά Προβλημάτων 4 Λύσεις (α) Να διατυπώσετε την τυπική περιγραφή μιας μηχανής Turing (αυθεντικός ορισμός) η οποία να διαγιγνώσκει τη γλώσσα { w#z w, z {a,b}* και η z είναι υπολέξη της w}. Συγκεκριμένα,

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Διάλεξη 4: Μη Ντετερμινιστικά (Αντιαιτιοκρατικά) Πεπερασμένα Αυτόματα (ΝFA)

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Διάλεξη 4: Μη Ντετερμινιστικά (Αντιαιτιοκρατικά) Πεπερασμένα Αυτόματα (ΝFA) ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας Διάλεξη 4: Μη Ντετερμινιστικά (Αντιαιτιοκρατικά) Πεπερασμένα Αυτόματα (ΝFA) Τι θα κάνουμε σήμερα Εισαγωγή στα Μη Ντετερμινιστικά Πεπερασμένα Αυτόματα Τυπικός

Διαβάστε περισσότερα

Αυτόματα. Παράδειγμα: πωλητής καφέ (iii) Παράδειγμα: πωλητής καφέ (iv) Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών. Προδιαγραφές

Αυτόματα. Παράδειγμα: πωλητής καφέ (iii) Παράδειγμα: πωλητής καφέ (iv) Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών. Προδιαγραφές Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 4ο εξάμηνοσ.h.m.μ.y. & Σ.Ε.Μ.Φ.Ε. http://www.corelab.ece.ntua.gr/courses/ 3η ενότητα: Αυτόματα και Τυπικές Γραμματικές Στάθης Ζάχος Συνεργασία: Κωστής Σαγώνας Επιμέλεια:

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Διάλεξη 5: Κανονικές Εκφράσεις

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Διάλεξη 5: Κανονικές Εκφράσεις ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας Διάλεξη 5: Κανονικές Εκφράσεις Τι θα κάνουμε σήμερα Κλειστότητα Κανονικών Πράξεων (1.2.3) Εισαγωγή στις Κανονικές Εκφράσεις Τυπικός ορισμός της κανονικής

Διαβάστε περισσότερα

Μεταγλωττιστές. Ενότητα 2: Τυπικές γλώσσες (Μέρος 1 ο ) Αγγελική Σγώρα Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

Μεταγλωττιστές. Ενότητα 2: Τυπικές γλώσσες (Μέρος 1 ο ) Αγγελική Σγώρα Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ Μεταγλωττιστές Ενότητα 2: Τυπικές γλώσσες (Μέρος 1 ο ) Αγγελική Σγώρα Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ

ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ Ενότητα 11: Καθολική μηχανή Turing Ρεφανίδης Ιωάννης Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Διάλεξη 9: Αυτόματα Στοίβας (Pushdown Automata - PDA)

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Διάλεξη 9: Αυτόματα Στοίβας (Pushdown Automata - PDA) ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας Διάλεξη 9: Αυτόματα Στοίβας (Pushdown Automata - PDA) Τι θα κάνουμε σήμερα Εισαγωγή στα Αυτόματα Στοίβας Τυπικός Ορισμός Αυτομάτου Στοίβας (2.2.1) Παραδείγματα

Διαβάστε περισσότερα

Σειρά Προβλημάτων 5 Λύσεις

Σειρά Προβλημάτων 5 Λύσεις Άσκηση 1 Σειρά Προβλημάτων 5 Λύσεις Να δείξετε ότι οι πιο κάτω γλώσσες είναι διαγνώσιμες. (α) { Μ η Μ είναι μια ΤΜ η οποία διαγιγνώσκει το πρόβλημα ΙΣΟΔΥΝΑΜΙΑ ΤΜ (διαφάνεια 9 25)} (α) Γνωρίζουμε ότι το

Διαβάστε περισσότερα

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Κεφάλαιο 7. Κατηγορηματικές Γραμματικές 27,2 Φεβρουαρίου, 9 Μαρτίου 2007 Δρ. Παπαδοπούλου Βίκη 1 Κατηγορηματικές Γραμματικές Ή Γραμματικές Χωρίς Συμφραζόμενα Παράδειγμα.

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στους Αλγόριθµους. Αλγόριθµοι. Ιστορικά Στοιχεία. Ο πρώτος Αλγόριθµος. Παραδείγµατα Αλγορίθµων. Τι είναι Αλγόριθµος

Εισαγωγή στους Αλγόριθµους. Αλγόριθµοι. Ιστορικά Στοιχεία. Ο πρώτος Αλγόριθµος. Παραδείγµατα Αλγορίθµων. Τι είναι Αλγόριθµος Εισαγωγή στους Αλγόριθµους Αλγόριθµοι Τι είναι αλγόριθµος; Τι µπορεί να υπολογίσει ένας αλγόριθµος; Πως αξιολογείται ένας αλγόριθµος; Παύλος Εφραιµίδης pefraimi@ee.duth.gr Αλγόριθµοι Εισαγωγικές Έννοιες

Διαβάστε περισσότερα

Κανονικές Γλώσσες. Κανονικές Γλώσσες. Κανονικές Γλώσσες και Αυτόματα. Κανονικές Γλώσσες και Αυτόματα

Κανονικές Γλώσσες. Κανονικές Γλώσσες. Κανονικές Γλώσσες και Αυτόματα. Κανονικές Γλώσσες και Αυτόματα Κανονικές Γλώσσες Κανονικές Γλώσσες Διδάσκοντες: Φ. Αφράτη, Δ. Φωτάκης Επιμέλεια διαφανειών: Δ. Φωτάκης Κανονική γλώσσα αν παράγεται από κανονική γραμματική. Παραγωγές P (V Σ) Σ * ((V Σ) ε) Παραγωγές μορφής:

Διαβάστε περισσότερα

Φροντιστήριο 9 Λύσεις

Φροντιστήριο 9 Λύσεις Άσκηση 1 Φροντιστήριο 9 Λύσεις Να κατασκευάσετε μια μηχανή Turing με δύο ταινίες η οποία να αποδέχεται στην πρώτη της ταινία μια οποιαδήποτε λέξη w {a,b} * και να γράφει τη λέξη w R στη δεύτερη της ταινία.

Διαβάστε περισσότερα

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΩΝ ΚΑΙ ΚΟΙΝΩΝΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΩΝ ΚΑΙ ΚΟΙΝΩΝΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΩΝ ΚΑΙ ΚΟΙΝΩΝΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ Τελικές εξετάσεις 3 Ιανουαρίου 27 Διάρκεια εξέτασης: 3 ώρες (2:-5:) ΘΕΜΑ ο

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Διάλεξη 14: Διαγνωσιμότητα (Επιλυσιμότητα)

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Διάλεξη 14: Διαγνωσιμότητα (Επιλυσιμότητα) ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας Διάλεξη 14: Διαγνωσιμότητα (Επιλυσιμότητα) Τι θα κάνουμε σήμερα Εισαγωγή Επιλύσιμα Προβλήματα σχετικά με τις Κανονικές Γλώσσες (4.1.1) Επιλύσιμα Προβλήματα

Διαβάστε περισσότερα

Θέματα υπολογισμού στον πολιτισμό

Θέματα υπολογισμού στον πολιτισμό Θέματα υπολογισμού στον πολιτισμό Ενότητα 4: Μοντελοποίηση υπολογισμού: Γραμματικές Εύη Παπαϊωάννου Σχολή Οργάνωσης και Διοίκησης Επιχειρήσεων Τμήμα Διαχείρισης Πολιτισμικού Περιβάλλοντος και Νέων Τεχνολογιών

Διαβάστε περισσότερα

Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου. Θεωρία Υπολογισμού. Ενότητα 1 : Σύνολα & Σχέσεις (1/2) Αλέξανδρος Τζάλλας

Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου. Θεωρία Υπολογισμού. Ενότητα 1 : Σύνολα & Σχέσεις (1/2) Αλέξανδρος Τζάλλας 1 Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου Θεωρία Υπολογισμού Ενότητα 1 : Σύνολα & Σχέσεις (1/2) Αλέξανδρος Τζάλλας 2 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 12: Θεωρία υπολογισµών

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 12: Θεωρία υπολογισµών ΚΕΦΑΛΑΙΟ 12: Θεωρία υπολογισµών 1 Συναρτήσεις και ο υπολογισµός τους 2 Μηχανές Turing 3 Καθολικές γλώσσες προγραµµατισµού 4 Μια µη υπολογίσιµη συνάρτηση 5 Πολυπλοκότητα προβληµάτων 1 Συναρτήσεις Μία συνάρτηση

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Διάλεξη 16: Αναγωγές

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Διάλεξη 16: Αναγωγές ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας Διάλεξη 16: Αναγωγές Τι θα κάνουμε σήμερα Το Πρόβλημα του Τερματισμού (4.2) Εισαγωγή στις Αναγωγές Ανεπίλυτα Προβλήματα από την Θεωρία των Γλωσσών (5.1) Απεικονιστικές

Διαβάστε περισσότερα

Θέματα Μεταγλωττιστών

Θέματα Μεταγλωττιστών Θέματα Μεταγλωττιστών Γιώργος Δημητρίου Ενότητα 1 η : Parsers Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας - Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών Συντακτική Ανάλυση για ΓΧΣ Οι τεχνικές συντακτικής ανάλυσης κατηγοριοποιούνται

Διαβάστε περισσότερα

Γλώσσες Χωρίς Συμφραζόμενα

Γλώσσες Χωρίς Συμφραζόμενα Γλώσσα χωρίς Συμφραζόμενα Γλώσσες Χωρίς Συμφραζόμενα Διδάσκοντες: Φ. Αφράτη, Δ. Φωτάκης Επιμέλεια διαφανειών: Δ. Φωτάκης Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο

Διαβάστε περισσότερα

Αλγόριθµοι και Πολυπλοκότητα

Αλγόριθµοι και Πολυπλοκότητα Αλγόριθµοι και Πολυπλοκότητα Ν. Μ. Μισυρλής Τµήµα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών, Πανεπιστήµιο Αθηνών Καθηγητής: Ν. Μ. Μισυρλής () Αλγόριθµοι και Πολυπλοκότητα 15 Ιουνίου 2009 1 / 26 Εισαγωγή Η ϑεωρία

Διαβάστε περισσότερα

244 ΚΕΦ ΑΛΑΙΟ 8. ΥΠΟΛΟΓΙΣΙΜΕΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ Η f είναι μία μερική συνάρτηση στο πεδίο X, αν και μόνο αν η συνάρτηση ορίζεται για μηδέν ή περισσότερα στοι

244 ΚΕΦ ΑΛΑΙΟ 8. ΥΠΟΛΟΓΙΣΙΜΕΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ Η f είναι μία μερική συνάρτηση στο πεδίο X, αν και μόνο αν η συνάρτηση ορίζεται για μηδέν ή περισσότερα στοι Κεφάλαιο 8 Υπολογίσιμες Συναρτήσεις Σύνοψη Εχοντας αναπτύξει τη θεωρία γύρω από τις Μηχανές Turing (ΜΤ) δεν περιοριζόμαστε πλέον μόνο στην ανάλυση προβλημάτων απόφασης γλωσσών (βλ. Ενότητα 1.2.3). Οι ΜΤ

Διαβάστε περισσότερα

Υπολογιστική Πολυπλοκότητα Εξέταση Ιουνίου 2017 Σελ. 1 από 5

Υπολογιστική Πολυπλοκότητα Εξέταση Ιουνίου 2017 Σελ. 1 από 5 Υπολογιστική Πολυπλοκότητα Εξέταση Ιουνίου 2017 Σελ. 1 από 5 Στη σελίδα αυτή γράψτε μόνο τα στοιχεία σας. Γράψτε τις απαντήσεις σας στις επόμενες σελίδες, κάτω από τις αντίστοιχες ερωτήσεις. Στις απαντήσεις

Διαβάστε περισσότερα

Σειρά Προβλημάτων 5 Λύσεις

Σειρά Προβλημάτων 5 Λύσεις Άσκηση 1 Σειρά Προβλημάτων 5 Λύσεις Να δείξετε ότι οι πιο κάτω γλώσσες είναι διαγνώσιμες. (α) { D το D είναι ένα DFA το οποίο αποδέχεται όλες τις λέξεις στο Σ * } (α) Για να διαγνώσουμε το πρόβλημα μπορούμε

Διαβάστε περισσότερα

Κατηγορικές Γραµµατικές

Κατηγορικές Γραµµατικές Κατηγορικές Γραµµατικές Γραµµατικές Χωρίς περιορισµούς Με συµφραζόµενα Χωρίς συµφραζόµενα Κανονικές Πεπερασµένων επιλογών Κατηγορικές Ενεργοποίησης Γραµµατικές G = { T, N, P, S } Τ: αλφάβητο τερµατικών

Διαβάστε περισσότερα

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Κεφάλαιο 4. Μη Ντετερμινιστικά Πεπερασμένα Αυτόματα 9,19 Φεβρουαρίου 2007 Δρ. Παπαδοπούλου Βίκη 1 Μοντέλα Υπολογισμού Μη Ντετερμινιστικό Πεπερασμένα Αυτόματα: Διαφορά

Διαβάστε περισσότερα

K είναι το σύνολο των καταστάσεων. Σ είναι το αλφάβητο των συµβόλων που χρησιµοποιούνται και το οποίο. s K είναι η αρχική κατάσταση της M.

K είναι το σύνολο των καταστάσεων. Σ είναι το αλφάβητο των συµβόλων που χρησιµοποιούνται και το οποίο. s K είναι η αρχική κατάσταση της M. Ισοδυναµία των Μηχανών Turing (TM) Αλέξανδρος Γ. Συγκελάκης 11 Απριλίου 2006 1 Βασική µορφή Μηχανών Turing (BTM) Η ϐασική µορφή της Μηχανής Turing (ΒΤΜ) αποτελείται από ένα σύνολο εντολών, µία ταινία που

Διαβάστε περισσότερα

Θέματα Μεταγλωττιστών

Θέματα Μεταγλωττιστών Γιώργος Δημητρίου Ενότητα 1 η : Parsers Συντακτική Ανάλυση για ΓΧΣ Οι τεχνικές συντακτικής ανάλυσης κατηγοριοποιούνται με βάση διάφορα κριτήρια: Κατεύθυνση ανάλυσης μη τερματικών συμβόλων Σειρά επιλογής

Διαβάστε περισσότερα

Σειρά Προβλημάτων 5 Λύσεις

Σειρά Προβλημάτων 5 Λύσεις Άσκηση 1 Σειρά Προβλημάτων 5 Λύσεις Να δείξετε ότι οι πιο κάτω γλώσσες είναι διαγνώσιμες. (α) { R η R είναι μια κανονική έκφραση η οποία παράγει μια μη πεπερασμένη γλώσσα} (β) { G η G είναι μια CFG η οποία

Διαβάστε περισσότερα

1 Αριθμητική κινητής υποδιαστολής και σφάλματα στρογγύλευσης

1 Αριθμητική κινητής υποδιαστολής και σφάλματα στρογγύλευσης 1 Αριθμητική κινητής υποδιαστολής και σφάλματα στρογγύλευσης Στη συγκεκριμένη ενότητα εξετάζουμε θέματα σχετικά με την αριθμητική πεπερασμένης ακρίβειας που χρησιμοποιούν οι σημερινοί υπολογιστές και τα

Διαβάστε περισσότερα

Λύσεις 4ης Σειράς Ασκήσεων

Λύσεις 4ης Σειράς Ασκήσεων Λύσεις 4ης Σειράς Ασκήσεων Άσκηση 1 Αναγάγουμε τν Κ 0 που γνωρίζουμε ότι είναι μη-αναδρομική (μη-επιλύσιμη) στην γλώσσα: L = {p() η μηχανή Turing Μ τερματίζει με είσοδο κενή ταινία;} Δοσμένης της περιγραφής

Διαβάστε περισσότερα

t M (w) T ( w ) O( n) = O(n 2 )

t M (w) T ( w ) O( n) = O(n 2 ) Κεφάλαιο 9 Υπολογιστική Πολυπλοκότητα Σύνοψη Πέρα από το ερώτημα του αν για ένα πρόβλημα υπάρχει Μηχανή Turing, που το επιλύει, μας απασχολεί επίσης και το ερώτημα του αν ένα πρόβλημα είναι «πρακτικά»

Διαβάστε περισσότερα

Ορισµοί. Τυπικές Γλώσσες Γραµµατικές και Μεταφραστές. Αλφάβητο: ένα οποιδήποτε µη κενό και πεπερασµένο σύνολο Σ αποτελούµενο από σύµβολα

Ορισµοί. Τυπικές Γλώσσες Γραµµατικές και Μεταφραστές. Αλφάβητο: ένα οποιδήποτε µη κενό και πεπερασµένο σύνολο Σ αποτελούµενο από σύµβολα Ορισµοί Τυπικές Γλώσσες Γραµµατικές και Μεταφραστές Αλφάβητο: ένα οποιδήποτε µη κενό και πεπερασµένο σύνολο Σ αποτελούµενο από σύµβολα { 0, } δυαδικό αλφάβητο { Α, Β, Γ,, Ω } κεφαλαία ελληνικά γράµµατα

Διαβάστε περισσότερα

Σειρά Προβλημάτων 3 Λύσεις

Σειρά Προβλημάτων 3 Λύσεις Άσκηση 1 Σειρά Προβλημάτων 3 Λύσεις Να δώσετε ασυμφραστικές γραμματικές που να παράγουν τις πιο κάτω γλώσσες: (α) { a k b m c n k < m ή m > 2n, όπου k,m,n 0 } Μια γραμματική για τη γλώσσα έχει ως εξής:

Διαβάστε περισσότερα

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Κλάσεις P, NP NP-πληρότητα 15 Απριλίου 2008 Δρ. Παπαδοπούλου Βίκη 1 Υπολογίσιμα και Εφικτά Υπολογίσιμα Προβλήματα Είδαμε ότι 1. Οτιδήποτε μπορούμε να περιγράψουμε με

Διαβάστε περισσότερα

Σειρά Προβλημάτων 5 Λύσεις

Σειρά Προβλημάτων 5 Λύσεις Άσκηση 1 Σειρά Προβλημάτων 5 Λύσεις Να δείξετε ότι οι πιο κάτω γλώσσες είναι διαγνώσιμες. (α) { G,k η G είναι μια ασυμφραστική γραμματική η οποία παράγει κάποια λέξη 1 n όπου n k } (β) { Μ,k η Μ είναι

Διαβάστε περισσότερα

Θεωρία Υπολογισμού Αλφάβητα, Γλώσσες, Κανονικές Εκφράσεις

Θεωρία Υπολογισμού Αλφάβητα, Γλώσσες, Κανονικές Εκφράσεις 1 Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου Θεωρία Υπολογισμού Ενότητα 6 : Αλφάβητα, Γλώσσες, Κανονικές Εκφράσεις Αλέξανδρος Τζάλλας 2 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Τμήμα Μηχανικών

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Ασκησεις - Φυλλαδιο 3

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Ασκησεις - Φυλλαδιο 3 ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Ασκησεις - Φυλλαδιο 3 ιδασκοντες: Ν. Μαρµαρίδης - Α. Μπεληγιάννης Ιστοσελιδα Μαθηµατος : http://users.uoi.gr/abeligia/numbertheory/nt2014/nt2014.html https://sites.google.com/site/maths4edu/home/14

Διαβάστε περισσότερα