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1、《形式語言與自動(dòng)機(jī)》課程教學(xué)大綱
一、課程基本信息
中文名稱:形式語言與有限自動(dòng)機(jī)
英文名稱:Formal Languages and Automata Theory
開課學(xué)院:計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院
課程編碼:S0812301
學(xué)分:2
總學(xué)時(shí):36
適用專業(yè):計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)術(shù)碩士
修讀基礎(chǔ): 《離散數(shù)學(xué)》,《數(shù)字邏輯》
課程負(fù)責(zé)人:陳偉(教授)
主講教師:陳偉(教授)
二、課程目的任務(wù)
1.課程地位作用(課程在實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)中的地位作用)
《形式語言與自動(dòng)機(jī)》是計(jì)算機(jī)科學(xué)的理論基礎(chǔ),本課程主要目的在于利用有限自動(dòng)機(jī)與正則表達(dá)式的等價(jià)關(guān)系,通過表達(dá)式描述問題,
2、利用不同有限自動(dòng)機(jī)類型實(shí)現(xiàn)解決方案,通過更一般化的上下文無關(guān)文法描述,利用下推自動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)問題求解,培養(yǎng)學(xué)生描述問題、分析問題、尋求對策的創(chuàng)新思維模式,提高知識綜合應(yīng)用能力。
2.課程主要內(nèi)容(簡述:主要內(nèi)容、重點(diǎn)、難點(diǎn)等)
主要內(nèi)容包括:自動(dòng)機(jī)理論發(fā)展歷史、有限自動(dòng)機(jī)的描述特點(diǎn)與工作方式(重點(diǎn)、難點(diǎn))、正則表達(dá)式與語言(重點(diǎn)、難點(diǎn))、正則語言性質(zhì)、上下文無關(guān)文法與語言(重點(diǎn)、難點(diǎn))、下推自動(dòng)機(jī)、上下文無關(guān)語言的性質(zhì)(重點(diǎn)、難點(diǎn))等。
3.學(xué)生應(yīng)達(dá)到的基本要求
本課程基本要求在于掌握有限自動(dòng)機(jī)類型,有限自動(dòng)機(jī)與正則表達(dá)式的等價(jià)關(guān)系、正則文法性質(zhì)、上下文無關(guān)文法與范
3、式、下推自動(dòng)機(jī)與上下文無關(guān)語言性質(zhì),重點(diǎn)在于研究應(yīng)用方法。
三、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配
(一)自動(dòng)機(jī):方法與體驗(yàn)(2學(xué)時(shí))
主要內(nèi)容:
為什么研究自動(dòng)機(jī)理論,自動(dòng)機(jī)理論發(fā)展歷史,預(yù)備知識:字母表、串、語言、問題,主要命題證明方式。
重點(diǎn):預(yù)備知識
(二)有限自動(dòng)機(jī)(6學(xué)時(shí))
主要內(nèi)容:
有限自動(dòng)機(jī)的非形式化描述,確定型有限自動(dòng)機(jī)、非確定型有限自動(dòng)機(jī)、含空轉(zhuǎn)移有限自動(dòng)機(jī)的描述特點(diǎn)與工作方式,三類自動(dòng)機(jī)的等價(jià)轉(zhuǎn)換方式,子集構(gòu)造、空閉包概念,自動(dòng)機(jī)的應(yīng)用。
重點(diǎn):有限自動(dòng)機(jī)的描述特點(diǎn)與工作方式
(三)正則表達(dá)式與語言(6學(xué)時(shí))
主要內(nèi)容:
正則表達(dá)式的定義,自動(dòng)機(jī)FA與正則式
4、RE的等價(jià)性及效驗(yàn),RE代數(shù)規(guī)則及測試正則式RE的應(yīng)用。
重點(diǎn):自動(dòng)機(jī)FA與正則式RE的等價(jià)性
(四)正則語言性質(zhì)(6學(xué)時(shí))
主要內(nèi)容:
證明語言的非正則性,泵引理,正則語言的閉合性(閉合算子),正則語言的判定性(測試正則語言的空或成員)、自動(dòng)機(jī)的狀態(tài)等價(jià)與自動(dòng)機(jī)最小化。
重點(diǎn):正則語言的閉合性與自動(dòng)機(jī)最小化
(五)上下文無關(guān)文法與語言(6學(xué)時(shí))
主要內(nèi)容:
上下文無關(guān)文法的定義,文法推導(dǎo)過程,上下文無關(guān)文法的語言,語法分析樹和推導(dǎo)的等價(jià)性,語法分析器及其它上下文無關(guān)文法應(yīng)用,語法和語言中的歧義性及消除方法。
重點(diǎn):語法分析樹和推導(dǎo)的等價(jià)性
(六)下推自動(dòng)機(jī)(6學(xué)時(shí))
主
5、要內(nèi)容:
下推自動(dòng)機(jī)的定義,下推自動(dòng)機(jī)的語言,下推自動(dòng)機(jī)與上下文無關(guān)文法的等價(jià)性,確定型下推自動(dòng)機(jī)定義與正則語言。
重點(diǎn):下推自動(dòng)機(jī)的工作方式與應(yīng)用
(七)上下文無關(guān)語言的性質(zhì)(4學(xué)時(shí))
主要內(nèi)容:
上下文無關(guān)文法的范式,上下文無關(guān)語言的泵引理,上下文無關(guān)語言的閉合性,上下文無關(guān)語言的判定性。
重點(diǎn):上下文無關(guān)語言的閉合性
四、考核方式與成績評定
1.考核方式:(筆試、論文、口試等)
要求平時(shí)認(rèn)真聽課,完成四則運(yùn)算計(jì)算器表達(dá)式的文法描述及解釋執(zhí)行的大作業(yè)。
2.成績評定辦法:(平時(shí)成績、期末考試成績……等比例)
論文撰寫(70%)
專題討論和答辯(30%)
6、
五、教材及主要參考書目
(一)教材
[1] John E. Hopcroft, Rajeev Motwani and Jeffrey D. Ullman,Introduction to Automata Theory, Languages and Computation, 2nd edition,Addison Wesley,機(jī)械工業(yè)出版社,2004
(二)參考書
[1] 蔣宗禮、姜守旭,形式語言與自動(dòng)機(jī)理論,清華大學(xué)出版社,2003年1月
[2] 蔣宗禮編著,形式語言與自動(dòng)機(jī)理論教學(xué)參考書,清華大學(xué)出版社,2003年8月
[3] J. Hopcroft & J. Ullman, 自動(dòng)機(jī)理論、語言和計(jì)算導(dǎo)引,徐美瑞譯,科學(xué)出版社,1990
六:其他需要說明的問題
大綱執(zhí)筆人:陳偉
大綱審批機(jī)構(gòu): 計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院教授委員會(huì)
2015年 8月 25日