计算理论导论(决策计算与语言)Decision Computation and Language-INT201(其二)

有穷自动机与正则语言简介

这一章开始正式内容:

第一部分 自动机与语言

第一章 正则语言

1.1 有穷自动机

即FA( finite automata),我们目前学的分为两部分,DFA和NFA,即确定有穷自动机和非确定有穷自动机,但不管如何分类,它们都是自动机但一种。这边我就跳过那些引言和例证,直接从形式定义(Formal Defination)开始进行讲述:

首先,它是一个5元组(概念在上一部分讲过),即:

下面是详细解释:

第一个就是该自动机所拥有的状态的集合,即:有多少种状态,该集合就拥有多少元素。

第二个就是字母表,这样说可能比较抽象,将其与第三个结合,就比较好理解了,即

         该自动机具有多个状态,当接收一个字符(也可以是各种可接受变量、常量)时,如果该字符存在于该状态机的字母表中,则该状态机会遵循相应规则转化为其应有状态,否则,该状态机会拒绝接收该字符、字符串(也可以是对该字符串不进行响应)。而该状态机可接受并响应的字符,即存在于该字母表中但元素。

第三个有一些函数基础的人都会好理解一些,即一个2元组。就像初中、高中学的函数坐标一样(x,y)对于任何/相应的自变量x,y都会产生任何/相应的变化。作用到自动机中,则可以看成:对于任何可被接受但字符,自动机都会产生相应的变化(响应状态下),→前面的为元组,就像线性代数里面的两个元组的差积一样,会分别从两个集合中各取一个元素组成2元组。相应的,对于每个二元组,自动机都会跳转到相应但的状态。

第四个则是该状态机的初始状态。

第五个为接受状态(也可以称之为结束状态,即完成了对整个输入的字符串的核验,且该字符串被自动

计算理论引论 英文版课后答案 、导引 掌握自动机、可计算复杂性的基本概念复习了解集合、序列、元组、函数等概念。能掌握常用的定理证明方法并利用解决实际问题,了解悖论产生的原因。 2、自动机语言 (1)正则语言。了解掌握有穷自动机的形式定义图形定义。能够设计简单的有穷自动机,熟悉几种经典正则运算系统。 了解非确定确定有穷自动机,能够理解NFADFA的等价性以及正则运算的封闭性。 正则表达式的形式定义及有穷自动机的等价性。 了解并掌握非正则语言及其泵引理并能应用它证明语言的非正则性。 (2)上下文无关语言。 上下文无关文法的形式定义、举例及设计简单的上下文无关文法,上下文无关文法的歧义性、产生原因。 掌握乔氏范式的定义、意义及能够将普通范式转换成乔氏范式。 下推自动机的形式定义、举例及上下文无关文法的等价性。 非上下文无关语言的泵引理及简单应用。 3、可计算理论 (1)图灵机的形式定义、例子。多带图灵机的定义、非确定性图灵机,算法的形式定义、HIBERLT 问题以及图灵机的基本术语。。 (2)可判定性: 可判定语言正则语言相关的可判定性,上下文无关语言的可判定性。 (3)停机问题: 对角化方法,停机问题的不可判定性,图灵不可识别语言。 (4)可规约性:理解掌握映射可规约性,可计算函数的基本内涵,以及映射可规约性的形式定义。 4、复杂性理论 (1)掌握时间复杂性空间复杂性的计算方法表示方法。 (2)掌握分析复杂性的基本方法。 (3)掌握P问题NP问题的内涵外延,意义。 (4)能够判断P问题NP问题并设计相应的算法。 (5)能够掌握几个经典NP完全问题的来源性质。
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