ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ

Σχετικά έγγραφα
ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ

ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ

ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ

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

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

ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα

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

Μεταγλωττιστές. Ενότητα 4: Τυπικές γλώσσες (Μέρος 3 ο ) Αγγελική Σγώρα Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Ασυμφραστικές Γλώσσες (2)

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

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Ασυμφραστικές Γλώσσες (2)

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου. Ενότητα Α: Γραμμικά Συστήματα

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

ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ

ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ

Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου. Θεωρία Υπολογισμού. Ενότητα 8 : Αυτόματα NFA - DFA. Αλέξανδρος Τζάλλας

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

ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ

ΒΟΗΘΗΤΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

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

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

Περιεχόμενα Ορισμός και λειτουργία των μηχανών Turing Θεωρία Υπολογισμού Ενότητα 20: Μηχανές Turing: Σύνθεση και Υπολογισμοί Επ. Καθ. Π. Κατσαρός Τμήμ

Μεταγλωττιστές. Ενότητα 5: Λεκτική ανάλυση (Μέρος 1 ο ) Αγγελική Σγώρα Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

Υπολογιστικά & Διακριτά Μαθηματικά

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

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

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

Σχεδίαση με Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές

Διαδικαστικός Προγραμματισμός

Πληροφορική. Εργαστηριακή Ενότητα 3 η : Επεξεργασία Κελιών Γραμμών & Στηλών. Ι. Ψαρομήλιγκος Τμήμα Λογιστικής & Χρηματοοικονομικής

Λογική Δημήτρης Πλεξουσάκης Φροντιστήριο 5: Προτασιακός Λογισμός: Κατασκευή Μοντέλων Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών

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

Λογική Δημήτρης Πλεξουσάκης Φροντιστήριο 6: Προτασιακός Λογισμός: Μέθοδος Επίλυσης Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών

Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Δομημένος Προγραμματισμός

Λογιστικές Εφαρμογές Εργαστήριο

ΜΑΘΗΜΑ: Μεταγλωττιστές

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

ΘΕΩΡΙΑ ΠΑΙΓΝΙΩΝ. Ενότητα 7: Τέλεια ισορροπία Nash για υποπαίγνια. Ρεφανίδης Ιωάννης Τμήμα Εφαρμοσμένης Πληροφορικής

Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητα Κανονικές Γλώσσες (1)

Υδραυλικά & Πνευματικά ΣΑΕ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ Ι

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 12: Κριτήρια Σύγκλισης Σειρών. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Λογική. Δημήτρης Πλεξουσάκης. Ασκήσεις 2ου Φροντιστηρίου: Προτασιακός Λογισμός: Κανονικές Μορφές, Απλός Αλγόριθμος Μετατροπής σε CNF/DNF, Άρνηση

Μικροβιολογία & Υγιεινή Τροφίμων

Μαθηματικά. Ενότητα 9: Όριο Συνάρτησης στο Διηνεκές. Σαριαννίδης Νικόλαος Τμήμα Λογιστικής και Χρηματοοικονομικής

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΕ ΧΡΗΣΗ Η/Υ

Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

CSC 314: Switching Theory

Αυτοματοποιημένη χαρτογραφία

Περιεχόμενα Τι περιγράφει ένα ΣΔ ΣΔ και παραγωγές Θεωρία Υπολογισμού Ενότητα 15: Συντακτικά Δέντρα Επ. Καθ. Π. Κατσαρός Τμήμα Πληροφορικής Επ. Καθ. Π.

Μοντελοποίηση Λογικών Κυκλωμάτων

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα ΣΗΜΑΤΑ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Ενότητα : ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΔΙΑΚΡΙΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Αυτόματα και Υπολογιστικά Μοντέλα Automata and Models of Computation

Υπολογιστικά & Διακριτά Μαθηματικά

Εκκλησιαστικό Δίκαιο. Ενότητα 10η: Ιερά Σύνοδος της Ιεραρχίας και Διαρκής Ιερά Σύνοδος Κυριάκος Κυριαζόπουλος Τμήμα Νομικής Α.Π.Θ.

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Υπολογιστικά & Διακριτά Μαθηματικά

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

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΕ ΧΡΗΣΗ Η/Υ

Εφαρμογές Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών

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

Λογιστική Κόστους Ενότητα 12: Λογισμός Κόστους (2)

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

Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

ΘΕΩΡΙΑ ΠΑΙΓΝΙΩΝ. Ενότητα 9: Απείρως επαναλαμβανόμενα παίγνια. Ρεφανίδης Ιωάννης Τμήμα Εφαρμοσμένης Πληροφορικής

Δομές Δεδομένων. Ενότητα 6: Εφαρμογή Συνδεδεμένων Λιστών: Αλφαβητικό ευρετήριο κειμένου- Υλοποίηση ΑΤΔ Στοίβα και Ουρά με δείκτες

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ

ΓΡΑΜΜΙΚΟΣ & ΔΙΚΤΥΑΚΟΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ

Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Ιστορία της μετάφρασης

Σειρά Προβλημάτων 4 Λύσεις

Θέματα υπολογισμού στον πολιτισμό

Σχεδίαση με Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 15: Ολοκληρώματα Με Ρητές Και Τριγωνομετρικές Συναρτήσεις Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

ΝΟΜΙΣΜΑΤΙΚΗ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΠΟΛΙΤΙΚΗ. Ενότητα 9: ΑΝΕΡΓΙΑ. Γεώργιος Μιχαλόπουλος Τμήμα Λογιστικής-Χρηματοοικονομικής

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ

Θεωρία Πιθανοτήτων & Στατιστική

Θεωρία Υπολογισμού. Ενότητα 7 : Ντετερμινιστικά Πεπερασμένα Αυτόματα, Κανονικές Πράξεις. Αλέξανδρος Τζάλλας

ΑΝΑΛΥΣΗ ΧΡΗΜΑΤΟΟΙΚΟΝΟΜΙΚΩΝ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ

Λογισμός 3. Ενότητα 19: Θεώρημα Πεπλεγμένων (γενική μορφή) Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

ΗΜΙΑΓΩΓΑ ΥΛΙΚΑ: ΘΕΩΡΙΑ-ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ

Αυτοματοποιημένη χαρτογραφία

ΓΡΑΜΜΙΚΟΣ & ΔΙΚΤΥΑΚΟΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου 1 Ενότητα # 5: Χρήση μετασχηματισμού Laplace για επίλυση ηλεκτρικών κυκλωμάτων Μέθοδοι εντάσεων βρόχων και τάσεων κόμβων

Οικονομικά Μαθηματικά

Διοικητική Λογιστική

Οργάνωση Υπολογιστών ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ. Ασκήσεις 7: Πρόγραμμα Συνδεδεμένης Λίστας και Διαδικασιών. Μανόλης Γ.Η.

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ

ΜΑΚΡΟΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ. Ενότητα 10: Το πρόβλημα της ανεργίας. Γεώργιος Μιχαλόπουλος Τμήμα Λογιστικής-Χρηματοοικονομικής

Λογιστική Κόστους Ενότητα 8: Κοστολογική διάρθρωση Κύρια / Βοηθητικά Κέντρα Κόστους.

ΕΠΛ 211: Θεωρία Υπολογισμού και Πολυπλοκότητας. Επανάληψη Μαθήματος

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΓΙΑ ΟΙΚΟΝΟΜΟΛΟΓΟΥΣ

Transcript:

ΘΕΩΡΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ Ενότητα 7: Αυτόματα στοίβας Ρεφανίδης Ιωάννης

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Μακεδονίας» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

Αυτόματα Στοίβας (Pushdown Automata)

Η στοίβα (Stack) Η στοίβα είναι μια δομή δεδομένων, όπου μπορεί το αυτόματο να αποθηκεύει προσωρινά σύμβολα. Έχει άπειρη χωρητικότητα. Η λογική λειτουργίας της στοίβας είναι η εξής: Τα σύμβολα αποθηκεύονται σε μια σειρά, με τρόπο τέτοιο ώστε το τελευταίο σύμβολο που αποθηκεύτηκε να είναι το πρώτο που θα εξαχθεί. 5

Σχηματική αναπαράσταση αυτομάτου στοίβας Είσοδος συμβόλων Πεπερασμένο αυτόματο Αποδοχή ή απόρριψη Στοίβα a b a 6

Λογική λειτουργίας (1/2) Σε κάθε βήμα το αυτόματο μπορεί: να εισάγει ένα σύμβολο στην κορυφή της στοίβας (push), να εξάγει το σύμβολο από την κορυφή της στοίβας (pop), ή τέλος να αντικαταστήσει το σύμβολο στην κορυφή της στοίβας με ένα άλλο. 7

Λογική λειτουργίας (2/2) Η επόμενη κατάσταση του αυτομάτου καθορίζεται από: την τρέχουσα κατάστασή του, το σύμβολο που διαβάζει από την είσοδό του, και τέλος το σύμβολο στην κορυφή της στοίβας. Το αυτόματο τερματίζει επιτυχώς και αποδέχεται τη λέξη που διάβασε στην είσοδό του αν στο τέλος βρεθεί σε τελική κατάσταση και η στοίβα είναι άδεια. 8

Τυπικός ορισμός αυτομάτου στοίβας Ένα αυτόματο στοίβας Μ ορίζεται ως μια εξάδα Μ=(Κ,Σ,Γ,Δ,s,F) όπου: Κ είναι ένα πεπερασμένο σύνολο καταστάσεων. Σ είναι το αλφάβητο εισόδου. Γ είναι το αλφάβητο της στοίβας. s Κ είναι η αρχική κατάσταση. F K είναι το σύνολο των τελικών καταστάσεων. Δ είναι η σχέση μετάβασης από το KxΣxΓ στο ΚxΓ. 9

Παρατηρήσεις Ο ορισμός που δόθηκε στην προηγούμενη διαφάνεια είναι γενικός και άρα περιλαμβάνει και τα μη-ντετερμινιστικά αυτόματα στοίβας. Θα δούμε παρακάτω ότι δεν υπάρχει ισοδυναμία ντετερμινιστικών και μηντετερμινιστικών αυτομάτων στοίβας. 10

Παράδειγμα 1 (1/2) Να σχεδιαστεί ένα αυτόματο στοίβας που να δέχεται τη γλώσσα L={wcw R w {a,b}*} Έχουμε Μ=(Κ,Σ,Γ,Δ,s,F) όπου: Κ={s,f} Σ={a,b,c} Γ={a,b} F={f} 11

Παράδειγμα 1 (2/2) Η σχέση Δ ορίζεται ως εξής: Δ(s,a,ε) = (s,a) Δ(s,b,ε) = (s,b) Δ(s,c,ε) = (f,ε) Δ(f,a,a)=(f,ε) Δ(f,b,b)=(f,ε) start Το αυτόματο είναι ντετερμινιστικό. s a, ε/a b, ε/b c, ε/ε f a, a/ε b, b/ε Οι επιγραφές πάνω στα βέλη δηλώνουν κατά σειρά το σύμβολο εισόδου, το σύμβολο που εξέρχεται από τη στοίβα και το σύμβολο που εισέρχεται στη στοίβα. 12

Παράδειγμα 2 (1/2) Να σχεδιαστεί ένα αυτόματο στοίβας που να δέχεται τη γλώσσα L={ww R w {a,b}*} Έχουμε Μ=(Κ,Σ,Γ,Δ,s,F) όπου: Κ={s,f} Σ={a,b,c} Γ={a,b} F={f} 13

Παράδειγμα 2 (2/2) Η σχέση Δ ορίζεται ως εξής: Δ(s,a,ε) = (s,a) Δ(s,b,ε) = (s,b) Δ(s,ε,ε) = (f,ε) Δ(f,a,a)=(f,ε) Δ(f,b,b)=(f,ε) a, ε/a start ε, ε/ε s b, ε/b Το αυτόματο είναι μη-ντετερμινιστικό. f a, a/ε b, b/ε 14

Παρατήρηση Για να είναι ένα αυτόματο στοίβας ντετερμινιστικό θα πρέπει: Να μην υπάρχουν διαφορετικές μεταβάσεις για το ίδιο σύμβολο εισόδου (συμπεριλαμβανομένου του ε) και την ίδια κατάστασης της στοίβας. 15

Αυτόματα Στοίβας και Γραμματικές χωρίς Συμφραζόμενα

Ισοδυναμία Η κλάση των γλωσσών που είναι δεκτές από αυτόματα στοίβας είναι ακριβώς η κλάση των γλωσσών χωρίς συμφραζόμενα. γραμματικής αυτόματο στοίβας αυτόματο στοίβας γραμματική 17

Γραμματική Αυτόματο Στοίβας Έστω η γραμματική G=(V,Σ,R,S). Κατασκευάζουμε το αυτόματο M=({p,q},Σ,V,Δ,p,{q}), όπου η Δ έχει τις εξής μεταβάσεις: (p,ε,ε) (q,s) (q,ε,α) (q,x) για κάθε κανόνα A x (q,a,a) (q,ε) για κάθε a Σ. Το αυτόματο που προκύπτει μπορεί να είναι μη ντετερμινιστικό (εξαρτάται από τη γραμματική). 18

Γραμματική Αυτόματο Στοίβας Παράδειγμα (1/2) Έστω η γλώσσα {wcw R : w {a,b}*} που ορίζεται από τη γραμματική G=(V,Σ,R,S) με: V={S,a,b,c} Σ={a,b,c} R={S asa, S bsb, S c} 19

Γραμματική Αυτόματο Στοίβας Παράδειγμα (2/2) start p ε, ε/s a, a/ε q ε, S/c ε, S/aSa ε, S/bSb b, b/ε c, c/ε 20

Τέλος Ενότητας