אוטומט סופי דטרמיניסטי מוגדר ע"י החמישייה:

Σχετικά έγγραφα
שפות פורמאליות אוטומטים

שפות פורמאליות אוטומטים

חלק 1 כלומר, פונקציה. האוטומט. ) אותיות, אלפבית, א"ב (.

ביטויים רגולריים הפקולטה למדעי המחשב אוטומטים ושפות פורמליות (236353) הרצאה 5

פתרון תרגיל מרחבים וקטורים. x = s t ולכן. ur uur נסמן, ur uur לכן U הוא. ur uur. ur uur

ניתן לקבל אוטומט עבור השפה המבוקשת ע "י שימוששאלה 6 בטכניקתשפה המכפלה שנייה כדי לבנות אוטומט לשפת החיתוך של שתי השפות:

{ : Halts on every input}

פתרון תרגיל 5 מבוא ללוגיקה ותורת הקבוצות, סתיו תשע"ד

אוטומטים, שפות פורמליות ו ח ישוּב יוּת

אוטומטים- תרגול 8 שפות חסרות הקשר

מינימיזציה של DFA מינימיזציה של הקנוני שאותה ראינו בסעיף הקודם. בנוסף, נוכיח את יחידות האוטומט המינימלי בכך שנראה שכל אוטומט על ידי שינוי שמות

מודלים חישוביים פתרון תרגיל 5

חורף תש''ע פתרון בחינה סופית מועד א'

צעד ראשון להצטיינות מבוא: קבוצות מיוחדות של מספרים ממשיים

לוגיקה ותורת הקבוצות פתרון תרגיל בית 8 חורף תשע"ו ( ) ... חלק ראשון: שאלות שאינן להגשה נפריד למקרים:

מכונת טיורינג אוטומט מחסנית לא דטרמיניסטי שפות חופשיות הקשר (שפת ראי לא מסומנת)

הגדרה: מצבים k -בני-הפרדה

לדוגמה: במפורט: x C. ,a,7 ו- 13. כלומר בקיצור

Logic and Set Theory for Comp. Sci.

תרגיל 13 משפטי רול ולגראנז הערות

הרצאה נושאי הקורס 0.2 א"ב ומילים 0.3 שפות 1. מהו חישוב? 2. מהו מחשב? 3. מהו אלגוריתם? 4. מה ניתן לחשב? מה לא ניתן?

( )( ) ( ) f : B C היא פונקציה חח"ע ועל מכיוון שהיא מוגדרת ע"י. מכיוון ש f היא פונקציהאז )) 2 ( ( = ) ( ( )) היא פונקציה חח"ע אז ועל פי הגדרת

מכונת טיורינג אוטומט מחסנית לא דטרמיניסטי שפות חופשיות הקשר (שפת ראי לא מסומנת)

שדות תזכורת: פולינום ממעלה 2 או 3 מעל שדה הוא פריק אם ורק אם יש לו שורש בשדה. שקיימים 5 מספרים שלמים שונים , ראשוני. שעבורם

Regular Expressions (RE)

מודלים חישוביים, חישוביות וסיבוכיות (חישוביות) 67521

אוטומטים ושפות פורמליות תרגולים

gcd 24,15 = 3 3 =

תרגול 1 חזרה טורי פורייה והתמרות אינטגרליות חורף תשע"ב זהויות טריגונומטריות

מודלים חישוביים כריעות R זוהי מחלקת השפות הכריעות. מחלקה זו סגורה תחת פעולת המשלים. רדוקציה בעיית ההכרעה רדוקציית מיפוי.

לוגיקה ותורת הקבוצות פתרון תרגיל בית 4 אביב תשע"ו (2016)

אוטומטים ושפות פורמליות מבוא לתורת החישוביות

יסודות לוגיקה ותורת הקבוצות למערכות מידע (סמסטר ב 2012)

מודלים חישוביים תרגולמס 5

ל הזכויות שמורות לדפנה וסטרייך

פתרון תרגיל 8. מרחבים וקטורים פרישה, תלות \ אי-תלות לינארית, בסיס ומימד ... ( ) ( ) ( ) = L. uuruuruur. { v,v,v ( ) ( ) ( ) ( )

אוטומטים ושפות פורמליות מבוא לתורת החישוביות

. {e M: x e} מתקיים = 1 x X Y

מודלים חישוביים, חישוביות וסיבוכיות

קבוצה היא שם כללי לתיאור אוסף כלשהו של איברים.

דף פתרונות 7 נושא: תחשיב הפסוקים: צורה דיסיונקטיבית נורמלית, מערכת קשרים שלמה, עקביות

מתמטיקה בדידה תרגול מס' 5

גבול ורציפות של פונקציה סקלרית שאלות נוספות

מודלים חישוביים, חישוביות וסיבוכיות 67521

קובץ שאלות ופתרונות של שאלות ממבחנים מנושאים שונים

r. כלומר התחיל במצב ההתחלתי, סיים במצב מקבל, ובדרך עבר בצורה חוקית. ניתן להגדיר

מכונת טיורינג אוטומט מחסנית לא דטרמיניסטי שפות חופשיות הקשר (שפת ראי לא מסומנת)

I. גבולות. x 0. מתקיים L < ε. lim אם ורק אם. ( x) = 1. lim = 1. lim. x x ( ) הפונקציה נגזרות Δ 0. x Δx

אוטומטים מעל עצמים אינסופיים 67663

חישוביות הרצאה 4 לא! זיהוי שפות ע''י מכונות טיורינג הוכחה: הגדרת! : f r

[ ] Observability, Controllability תרגול 6. ( t) t t קונטרולבילית H למימדים!!) והאובז' דוגמא: x. נשתמש בעובדה ש ) SS rank( S) = rank( עבור מטריצה m

אלגברה ליניארית (1) - תרגיל 6

brookal/logic.html לוגיקה מתמטית תרגיל אלון ברוק

פתרון תרגיל בית 6 מבוא לתורת החבורות סמסטר א תשע ז

אימות חומרה תוכנה אלי דיין 1 6 בדצמבר

לוגיקה ותורת הקבוצות מבחן סופי אביב תשע"ב (2012) דפי עזר

תרגול מס' 6 פתרון מערכת משוואות ליניארית

חישוביות, אוטומטים ושפות מכונה סיכומי הרצאות

מודלים חישוביים מבחן מועד א', סמסטר א' תשע''ה (2015)

A-PDF Merger DEMO : Purchase from to remove the watermark

2 שאלות )בחירה מ - 4( סה"כ 25 נקודות לכל שאלה 22 נקודות

אינפי - 1 תרגול בינואר 2012

לוגיקה ותורת הקבוצות מבחן סופי אביב תשע"ד (2014) דפי עזר

מודלים חישוביים תרגולמס 7

מודלים חישוביים, חישוביות וסיבוכיות 67521

פתרונות , כך שאי השוויון המבוקש הוא ברור מאליו ולכן גם קודמו תקף ובכך מוכחת המונוטוניות העולה של הסדרה הנתונה.

רשימת משפטים והגדרות

תורת הקבוצות ניר אדר ניר אדר.

מתמטיקה בדידה תרגול מס' 13

תרגול מס' 1 3 בנובמבר 2012

אלגברה לינארית מטריצות מטריצות הפיכות

תרגיל 7 פונקציות טריגונומטריות הערות

בעיות חשיבות: :(State transition system) STS מושגים: רדוקציה: f אינה חשיבה g אינה חשיבה; בבעיות הכרעה: f לא כריעה g לא כריעה.

אלגברה לינארית (1) - פתרון תרגיל 11

תורת הקומפילציה הרצאה 4 ניתוח תחבירי )Parsing( של דקדוקי LR(0) ו-( LR(1 )חזרה + המשך(

השאלות..h(k) = k mod m

תורת הקבוצות יובל קפלן סיכום הרצאות פרופ ארז לפיד בקורס "תורת הקבוצות" (80200) באוניברסיטה העברית,

תרגול פעולות מומצאות 3

משוואות רקורסיביות רקורסיה זו משוואה או אי שוויון אשר מתארת פונקציה בעזרת ערכי הפונקציה על ארגומנטים קטנים. למשל: יונתן יניב, דוד וייץ

c ארזים 26 בינואר משפט ברנסייד פתירה. Cl (z) = G / Cent (z) = q b r 2 הצגות ממשיות V = V 0 R C אזי מקבלים הצגה מרוכבת G GL R (V 0 ) GL C (V )

מתכנס בהחלט אם n n=1 a. k=m. k=m a k n n שקטן מאפסילון. אם קח, ניקח את ה- N שאנחנו. sin 2n מתכנס משום ש- n=1 n. ( 1) n 1


(ספר לימוד שאלון )

חידה לחימום. כתבו תכappleית מחשב, המקבלת כקלט את M ו- N, מחליטה האם ברצוappleה להיות השחקן הפותח או השחקן השappleי, ותשחק כך שהיא תappleצח תמיד.

פתרון תרגיל 6 ממשוואות למבנים אלגברה למדעי ההוראה.

מבני נתונים ואלגוריתמים תרגול #11

מתרגלת: שירה גילת סמסטר א 2017 תשע"ז

x a x n D f (iii) x n a ,Cauchy

אלגברה מודרנית פתרון שיעורי בית 6

בחינה בסיבוכיות עמר ברקמן, ישי חביב מדבקית ברקוד

אלגוריתמים בתורת הגרפים חלק ראשון

סדרות - תרגילים הכנה לבגרות 5 יח"ל

סיכום- בעיות מינימוםמקסימום - שאלון 806

חשבון אינפיניטסימלי 1 סיכום הרצאות באוניברסיטה חיפה, חוג לסטטיסטיקה.

תורת המספרים 1 פירוק לגורמים ראשוניים סיכום הגדרות טענות ומשפטים אביב הגדרות 1.2 טענות

Charles Augustin COULOMB ( ) קולון חוק = K F E המרחק סטט-קולון.

תשובות מלאות לבחינת הבגרות במתמטיקה מועד ג' תשע"ד, מיום 0/8/0610 שאלונים: 315, מוצע על ידי בית הספר לבגרות ולפסיכומטרי של אבירם פלדמן

תורת הקבוצות מושגי יסוד בתורת הקבוצות קבוצה אוסף של אלמנטים הנקראים אברי הקבוצה. אין חשיבות לסדר האיברים בקבוצה. אין חשיבות לחזרות.

= 2. + sin(240 ) = = 3 ( tan(α) = 5 2 = sin(α) = sin(α) = 5. os(α) = + c ot(α) = π)) sin( 60 ) sin( 60 ) sin(

מבחן במודלים חישוביים + פתרון מוצע

Transcript:

2 תרגול אוטומט סופי דטרמיניסטי אוטומטים ושפות פורמליות בר אילן תשעז 2017 עקיבא קליינרמן הגדרה אוטומט סופי דטרמיניסטי מוגדר ע"י החמישייה: (,, 0,, ) כאשר: א= "ב שפת הקלט = קבוצה סופית לא ריקה של מצבים מצב התחלתי (איבר ב ) = 0 ( קבוצת מצבים מקבלים (תת קבוצה של = = פונקציית מעברים 1

פונקציית מעברים פונקציית המעברים מוגדרת כך:. : כלומר, הפונקציה מקבלת כקלט מצב מתוך ואות מהא"ב ומחזירה מצב מתוך. מכיוון שהאוטומט דטרמיניסטי, לכל מצב q ולכל אות מוגדר מעבר יחיד. וקוראים את האות אז לדוגמא: : (,) הפונקציה מגדירה שאם נמצאים במצב עוברים למצב. תרשים של אוטומט q 0 המצבים מתוארים ע"י עיגול המכיל את שם המצב. פונקציית המעברים מתוארת ע"י חצים בין המצבים, כאשר בסמוך לחץ יופיעו אותיות המעבר. q a 0 q 1 המצבים המקבלים מסומנים ע"י עיגול נוסף מסביב למצב. מצב שאין ממנו מעבר אל מצב מקבל נקרא "מצב מלכודת" או "מצב דוחה". 2

אוטומט סופי דטרמיניסטי את פונקציית המעברים ניתן להגדיר ע"י טבלה. טבלת פונקציית המעברים: a b q 0 q 1 b a b דוגמא : q 1 q 2 q 2 = {, } = {q 0, q 1, q 2,, } q 0 = 0 = {3} אס"ד פשוט a b = { a, b} b a b q 0 q 1 q 1 q 2 q 2 aba: aaba: a 3

אס"ד פשוט = { a, b} a b q 0 q 1 q 1 q 2 q 2 aba: aaba: b a b a = { a, b} a b q 0 q 1 q 1 q 2 q 2 aba: aaba: אס"ד פשוט b a b a 4

אס"ד פשוט = { a, b} a b q 0 q 1 q 1 q 2 q 2 aba: aaba: b a b a אס"ד פשוט δ ainput b State q a b 0 q 1 0 1 q 1 q 2 1 2 q 2 2 3 q 3 4 q 4 = { a, b} aba: aaba: b a b a 5

אס"ד פשוט = { a, b} a b q 0 q 1 q 1 q 2 q 2 aba: aaba: b a b a = { a, b} a b q 0 q 1 q 1 q 2 q 2 aba: aaba: אס"ד פשוט b a b a 6

אס"ד פשוט = { a, b} a b q 0 q 1 q 1 q 2 q 2 aba: aaba: b a b a שפת האוטומט., F, =, = (,,) הרחבה של פונקציית המעברים למילים נגדיר : Σ מוגדר באופן רקורסיבי: שפת האוטומט השפה שהאוטומט מקבל. מילה Σ מתקבלת ע"י אס"ד אם ורק אם לכן השפה שאוטומט A מקבל היא () =, F () = {} () = 1 מהו גודל שפת האוטומט של האס"ד הפשוט בשקופית הקודמת? 7

אוטומט סופי דטרמניסטי נבנה אוטומט עבור שפת כל המילים באורך אי זוגי q 0 q 1 q 2 q 5 q 6 אינסופי! נשים לב שיש דמיון בין כל המצבים הזוגיים אם הקלט בהמשך הוא אי זוגי, אז המילה בשפה, ואם הקלט זוגי- המילה לא בשפה. כמו כן, כל המצבים האי זוגיים דומים. = { a, b} בנייה יעילה של אוטומט a q 2 נבנה אוטומט לשפת כל המילים שמתחילות ברישא.'aa' q 0 b a q 1 b b a q 5 q 6 אפשר לבנות מסלול נפרד לכל אחת מהרישות האפשריות. זהו אס"ד תקני, ושפת האוטומט היא כנדרש. אבל, זה לא יעיל! אלו מצבים ניתן לצמצם? 8

= { a, b} בנייה יעילה של אוטומט q 0 a q 1 b a q 2 מצבי מלכודת תמיד אפשר לצמצם למצב אחד. (למה?) b שפת כל המילים שמתחילות ברישא.'aa' = { a, b} בנייה יעילה של אוטומט a q 2 a q 1 q 0 b b שפת כל המילים שמתחילות ברישא בהמשך הקורס נגדיר באופן פורמאלי. 'aa' שקילות של מצבים. 9

שפה רגולרית שפה L הינה רגולרית אם ורק אם קיים אוטומט סופי דטרמיניסטי A המקיים L(A)= L תרגילים בנה אוטומט דטרמיניסטי סופי לשפות הבאות: 10

פתרונות 11

דוגמא מתקדמת = {, } פתרון לא נכון! איפה הטעות?,b q 0 q 1 q 2 האם המילה baaa בשפה? 12

דוגמא מתקדמת = {, } נכון פתרון בדיקת נכונות של אוטומט הוכחה פורמלית היא לעיתים ארוכה ומורכבת. במקרים שלא נדרשים להוכחה פורמלית, ניתן להריץ על האוטומט מספר דוגמאות בכדי להבטיח סבירות גבוהה לנכונות האוטומט. אך יש לשים לב שלא מספיק לבדוק שהאוטומט מקבל את כל הקלטים בשפה, צריך גם לוודא שהאוטומט לא מקבל מילים שאינם בשפה. בהמשך הקורס נלמד משפט המתייחס למספר המינימלי של מצבים באוטומט. 13

משפט הסגירות L 1 בהתאמה., L 2 A 1 אס"דים שמקבלים את השפות, A 2 L 1 שפות רגולריות, ויהיו, L 2 תהיינה Q 2 Q 1 A 2 ונניח כי Q -קבוצת 2 המצבים של, A 1 ו Q 1 קבוצת המצבים של תהיינה משפט: קיים אס"ד A המקיים L(A)= L(A 2 ) L(A 1 ) L(A) ו L(A 1 באופן דומה, קיים אס"ד עבור כל אחת מהפעולות הבינאריות האחרות על ) מכאן נובע משפט הסגירות: השפות הרגולריות סגורות תחת פעולות בינאריות. האלגוריתם לבניית אוטומט מכפלה האוטומט שנבנה עבור פעולות בינאריות של שפות רגולריות מכונה "אוטומט מכפלה". נשתמש באלגוריתם הבא: 1.מגדירים קבוצת מצבים חדשה ושל (A2 קרטזית של המצבים של A1 (מכפלה =.2 המצב ההתחלתי של האוטומט החדש מורכב משני המצבים ההתחלתיים : ) 0 = ( 0,. 3 עבור כל אות בא"ב וכל זוג מצבים (, ) בונים את פונקציית המעברים באופן הבא: בודקים בפונקציית המעברים של האוטומט הראשון לאיזה מצב מגיעים ממצב, ובפונקציית המעברים של האוטומט השני לאיזה מצב מגיעים ממצב. מגדירים את המעבר של האות באוטומט המכפלה להיות הזוג המכיל את שני המצבים שאליהם הגענו. - פונקציית המעברים של A1 אם : (,) ו - פונקציית המעברים של אוטומט המכפלה : (,) אז, ) : ((,),) ( - פונקציית המעברים של A2 14

המשך האלגוריתם לבניית אוטומט מכפלה 4. עבור חיתוך, מגדירים כמצבים מקבלים את הזוגות ששני האיברים. Q 1 Q 2 או שלהם שייכים למצבים המקבלים של עבור איחוד, המצבים המקבלים יהיו כל זוגות האיברים שלפחות אחד. Q 1 Q 2 או מהם שייך למצבים המקבלים של באופן דומה מגדירים קבוצת מצבים מקבלים עבור שאר הפעולות הבינריות. באופן פורמאלי 15

דוגמא לבניית אוטומט מכפלה עבור האוטומטים הבאים נרצה לבנות אוטומט מכפלה לאיחוד וחיתוך: Σ Σ p 0 p 1 = Σ דוגמא לבניית אוטומט מכפלה 1. נגדיר את קבוצת המצבים החדשה Q: = { (q 0, p 0 ), q 0,p, q 1 1, p 0, (q 1,p 1 ), q 2, p 0,(q 2,p 1 ) } 2.המצב ההתחלתי הוא : ) 0 (q 0, p q 0, p 0 16

דוגמא לבניית אוטומט מכפלה 1. נגדיר את קבוצת המצבים החדשה Q: = { (q 0, p 0 ), q 0,p, q 1 1, p 0, (q 1,p 1 ), q 2, p 0,(q 2,p 1 ) } 2.המצב ההתחלתי הוא : ) 0 (q 0, p 3. פונקציית המעברים: q 0, p 0 q 1, p 1 (q 0, p 0 ) (q 1,p 1 ) Σ דוגמא לבניית אוטומט מכפלה 1. נגדיר את קבוצת המצבים החדשה Q: = { (q 0, p 0 ), q 0,p, q 1 1, p 0, (q 1,p 1 ), q 2, p 0,(q 2,p 1 ) } 2.המצב ההתחלתי הוא : ) 0 (q 0, p 3. פונקציית המעברים: Σ (q 0, p 0 ) (q 1,p 1 ) (q 1,p 1 ) (q 2,p 1 ) q 0, p 0 q 1, p 1 q 2, p 1 17

דוגמא לבניית אוטומט מכפלה 1. נגדיר את קבוצת המצבים החדשה Q: = { (q 0, p 0 ), q 0,p, q 1 1, p 0, (q 1,p 1 ), q 2, p 0,(q 2,p 1 ) } 2.המצב ההתחלתי הוא : ) 0 (q 0, p 3. פונקציית המעברים: q 0, p 0 q 1, p 1 q 2, p 1 Σ (q 0, p 0 ) (q 1,p 1 ) (q 1,p 1 ) (q 2,p 1 ) (q 2,p 1 ) (q 1,p 1 ) דוגמא לבניית אוטומט מכפלה 1. נגדיר את קבוצת המצבים החדשה Q: = { (q 0, p 0 ), q 0,p, q 1 1, p 0, (q 1,p 1 ), q 2, p 0,(q 2,p 1 ) } 2.המצב ההתחלתי הוא : ) 0 (q 0, p 3. פונקציית המעברים: חיתוך q 0, p 0 q 1, p 1 q 2, p 1 (q 0, p 0 ) (q 1,p 1 ) (q 1,p 1 ) (q 2,p 1 ) (q 2,p 1 ) (q 1,p 1 ) Σ 4. מצבים מקבלים: עבור חיתוך )} 1 = { (q 1, p 18

דוגמא לבניית אוטומט מכפלה 1. נגדיר את קבוצת המצבים החדשה Q: = { (q 0, p 0 ), q 0,p, q 1 1, p 0, (q 1,p 1 ), q 2, p 0,(q 2,p 1 ) } 2.המצב ההתחלתי הוא : ) 0 (q 0, p 3. פונקציית המעברים: איחוד q 0, p 0 q 1, p 1 q 2, p 1 (q 0, p 0 ) (q 1,p 1 ) (q 1,p 1 ) (q 2,p 1 ) (q 2,p 1 ) (q 1,p 1 ) Σ 4. מצבים מקבלים: עבור איחוד )} 1 = { (q 1, p 1 ),(q 2, p 19