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最終更新日:2024年10月18日
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形式言語理論
正則言語、文脈自由言語、Turing 機械についての基本的な概念と定理を理解する。
正則言語については、有限オートマトンと正則表現の関係、正則言語の性質、Pumping Lemma、Myhill-Nerode の定理、状態数最小有限オートマトン、順序機械、および関連するアルゴリズムについて学ぶ。
文脈自由言語については、文脈自由言語の性質、Pumping Lemma (uvwxy定理)、Ogdenの定理、プッシュダウン・オートマトン、及び関連するアルゴリズムについて学ぶ。
Turing 機械については、Turing 機械の性質、Church のテーゼ、帰納的可算集合と帰納的集合、決定不能な問題について学ぶ。
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時間割/共通科目コード
コース名
教員
学期
時限
0510002
FSC-IS2002L1
形式言語理論
宮尾 祐介
A1
A2
金曜4限
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講義使用言語
日本語
単位
2
実務経験のある教員による授業科目
NO
他学部履修
可
開講所属
理学部
授業計画
1 基本的定義と記法 1.1 関係と部分関数 1.2 記号列,アルファベット,言語 2 有限オートマトンと正則言語 2.1 有限オートマトン序章 2.2 有限オートマトンの定義 2.3 非決定性有限オートマトンと決定性有限オートマトンの等価性 2.4 ε動作付非決定性有限オートマトン 2.5 正則言語のPumping Lemma 2.6 正則表現 2.7 有限オートマトンと正則表現 2.8 正則言語の性質 2.9 ブール行列による有限オートマトンの表現 2.10 最小オートマトン 2.10.1 Myhill-Nerode の定理 2.10.2 状態数の最小化 2.11 順序機械 2.12 有限オートマトンについてのアルゴリズム 3 文脈自由文法 3.1 定義と例 3.1.1 導出木 3.2 文法の簡素化 3.2.1 無駄な変数の除去 3.2.2 A → εの形の生成規則 3.2.3 A → B の形の生成規則 3.3 Chomsky 標準形 3.4 文脈自由言語の性質 3.4.1 Pumping Lemma 3.4.2 Ogdenの定理 3.5 文脈自由文法の所属性判定問題 3.6 有限オートマトンと正則文法 4 Turing 機械 4.1 定義 4.2 Turing 機械による関数の計算 4.3 Turing 機械の変種 4.3.1 非決定性Turing 機械 4.3.2 マルチテープTuring 機械 4.3.3 両方向に無限の長さをもつテープ 4.3.4 オフラインTuring 機械 4.3.5 多次元テープTuring 機械 4.3.6 その他の計算のモデル 4.4 Church のテーゼ 4.5 帰納的可算集合と帰納的集合 4.6 決定不能な問題
授業の方法
講義を中心に行う。
成績評価方法
レポート提出状況と期末試験の成績で評価を行う。
教科書
講義の中で配布する。
参考書
●John E. Hopcroft, Rajeev Motwani, Jeffrey D. Ullman, Introduction to Automata Theory, Languages, and Computation, (3rd Edition), Addison-Wesley, 2006. ●有川節夫,宮野悟,「オートマトンと計算可能性」(第1章,2章,3章),培風館,1986.
履修上の注意
特になし
その他
※初回1回はオンラインとなります。
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