PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA DE SISTEMAS 1. DATOS INFORMATIVOS
MATERIA: DISEÑO DE LENGUAJES Y AUTOMATAS: CÓDIGO:
CARRERA: INGENIERÍA DE SISTEMAS NIVEL: 4
No. CREDITOS: 4
No. CRÉDITOS TEORÍA: 4 CRÉDITOS PRÁCTICA: 0
PROFESOR: ING. ALBERTO PAZMIÑO PROAÑO SEMESTRE ACADEMICO: primero 2008 – 2009 DATOS DEL PROFESOR
LUIS ALBERTO PAZMIÑO PROAÑO Ingeniero de Sistemas. Master en Informática
Línea de actividad: Software de Base, Auditoria Informática Horario de atención:
Lunes de 7 a 9 am; de lunes a viernes de 17:30 a 19:30 Lugar: Cubículo no. 11
Dirección electrónica: [email protected]
Teléfono: ofi. 223 16 12 / cel. 09 902 44 46 2. DESCRIPCION DEL CURSO
Es un primer curso dentro del campo de la teoría de la computación, en el que se presentan los modelos computacionales básicos asociados con el tratamiento de lenguajes categorizados por Chomsky: lenguajes regulares, lenguajes independientes del contexto y lenguajes estructurados por frases y sus respectivas máquinas teóricas: Autómatas finitos, autómatas con pila (pushdown automata), y máquinas de Turing. Se estudian igualmente las gramáticas asociadas a cada tipo de lenguaje.
3. OBJETIVOS General:
Al terminar el curso el estudiante comprenderá los fundamentos teóricos de la ciencia de la computación, y los diferentes modelos y enfoques básicos para la definición y el tratamiento de los lenguajes formales en los cuales se basa la teoría de la computabilidad y complejidad algorítmica.
Específicos:
Los estudiantes alcanzarán una clara comprensión de los procesos subyacentes en los analizadores léxicos y sintácticos, reforzarán sus habilidades para el diseño de soluciones computacionales simples y eficientes, tales como Lenguajes regulares y autómatas finitos deterministas y no deterministas, lenguajes independientes del contexto y autómatas con pila, lenguajes estructurados por frases y máquinas de Turing, y sus correspondientes gramáticas
4. CONTENIDOS
Semana 1: Del 18 al 22 de agosto Capítulo 0: PRELIMINARES
- Encuadre del tema y aspectos logísticos del curso - Repaso de la teoría de conjuntos
- Concepto de relación, función
- Lenguajes Formales: Definiciones básicas: Símbolo, alfabeto, lenguaje, lenguaje universal - Análisis léxico
- Ejercicios de aplicación
Semana 2: Del 25 al 29 de agosto
1. Capítulo 1: AUTOMATAS FINITOS Y LENGUAJES REGULARES - Diagramas de transiciones: estados y transiciones
- Tablas de transiciones
- Análisis de casos y ejercicios aplicativos pág. 27 - Autómatas finitos deterministas (AFD): definiciones, - AFD: formalización.
- La función de transición - Casos y ejercicios
Semana 3: Del 1 al 5 de septiembre - Limitaciones de los AFD
- Un lenguaje que no es regular. Teorema 1.1 - El lema de bombeo. Teorema 1.2
- Análisis de casos y ejercicios aplicativos Semana 4: del 8 al 12 de septiembre - Autómatas finitos no deterministas - Gramáticas regulares
- Casos y ejercicios aplicativos
Semana 5: del 15 al 19 de septiembre - Expresiones regulares
- Expresiones, gramáticas y lenguajes regulares y autómatas finitos - Ejercicios aplicativos
Semana 6 : del 22 al 26 de septiembre [1er. Examen] - Repaso del Capítulo previo al examen
Capítulo 2: AUTOMATAS DE PILA (AP) y LENGUAJES INDEPENDIENTES DEL CONTEXTO (LIC)
- Autómatas de pila, definición y generalidades - Autómatas que vacían la pila
- Casos y ejercicios aplicativos Semana 8: del 6 al 10 de octubre - Revisión 1er examen
- Gramáticas independientes del contexto - Equivalencia de modelos AF <==> GIC - Forma normal de Chomsky
Semana 9: del 13 al 17 de octubre - Limitaciones de los autómatas de pila - El lema de bombeo
- Un lenguaje que no es independiente del contexto Semana 10: del 20 al 24 de octubre
- El determinismo en los AP - Ejercicios aplicativos - Problemas de repaso
Semana 11: del 27 al 31 de octubre
- Autómatas de Pila y Gramáticas Ind. Del contexto - Casos prácticos
- Ejercicios aplicativos
Semana 12: del 3 al 7 de noviembre, 3 de nov. vacación [2do. Examen Cap. 2]
- Revisión de los temas del capítulo previa al 2do. examen Semana 13: del 10 al 14 de noviembre
Capítulo 3: MAQUINAS DE TURING - Definición y propiedades básicas de las MT - Los orígenes de las MT
- Máquinas de Turing básicas
Semana 14: del 17 al 21 de noviembre - Construcción modular de MT
- Combinación de MT
Semana 15: del 24 al 28 de noviembre - MT como aceptadores de lenguajes - Procedimientos de evaluación de cadenas
- Máquina que genera un lenguaje enumerable recursivamente - Máquina que suma 1 a una cantidad binaria
- El simulador Visual Turing de Cheran - Planteamiento de Proyecto de fin de curso
Semana 16: del 1 al 5 de diciembre (5 vacación) LABORATORIO
- Máquina que copia una cadena. - Máquina que borra una cadena - Máquina Shift Left
Semana 17: del 8 al 12 de diciembre LABORATORIO
- Comparación de cadenas en alfabeto unario - Máquina de Turing que invierte una cadena binaria - M de T que halla el bit de paridad deuna cantidad binaria - Máquina de Turing que ordena una cadena en binario
Semana 18: del 15 al 19 de diciembre
- Entrega y revisión del proyecto de fin de curso - Tercer examen
5. METODOLOGIA, RECURSOS
Se exponen los principios fundamentales de cada tema y se plantean cuestiones y problemas básicos para el desarrollo y comprensión de los estudiantes, en los cuales lo que deben hacer es aplicar y extrapolar los conceptos subyacentes para llegar a generalizaciones universales.
Se promoverá el trabajo en grupo y la investigación de simuladores de los diferentes tipos de máquinas, así como el tema de analizadores sintácticos, acerca de los cuales los estudiantes realizarán exposiciones.
Se promoverá y evaluará la participación de los estudiantes. Al final del semestre se estudiarán en el laboratorio implementaciones de modelos computacionales basados en máquinas de Turing mediante el uso de simuladores como Visual Turing.
Se entregará a los estudiantes el simulador de máquinas de Turing Visual Turing de Cheran Software, versión freeware, para que desarrollen casos prácticos.
La evaluación bimestral comprende: Trabajos y deberes: 50%
Examen de fin de bimestre: 50%
Participación creativa en clase: 0,2 por cada participación con un máximo de 1.0 (5 participaciones) por bimestre.
Los dos primeros bimestres se evalúan sobre 15 puntos, el tercero sobre 20 para obtener una nota final sobre 50 puntos.
6.1 CRONOGRAMA DE EVALUACIONES PRIMER EXAMEN, SOBRE CAPITULO 1 Cuarto 1: miércoles 24 de sept-08
SEGUNDO EXAMEN, SOBRE CAPITULO 2 Cuarto 1: miércoles 5 de nov-08
TERCER EXAMEN, SOBRE CAPÍTULO 3 Cuarto 1: miércoles 17 de dic-08
7. BIBLIOGRAFIA: Textos de referencia:
Brookshear J. Glenn. Teoría de la Computación: Lenguajes Formales, Autómatas y Complejidad.
Sipser, Michael. Introduction to the Theory of Computation, PWS Publishing Company, 1997
Textos recomendados:
Hopcroft & Ullman. Introducción a la Teoría de Automatas , Lenguajes y Computación. (001.602/H77i)
Kelly, Dean. Teoría de Autómatas y Lenguajes Formales, Prentice Hall, madrid (001.62/K287t)
Internet: Varios sitios de diferentes universidades, que se darán a conocer actualizados en el transcurso del semestre. El sitio para descargar el simulador de Visual Turing es www.visualturing.com/
Aprobado:
Por el Consejo de Escuela
_____________________ fecha: ________________ f) Director de Escuela
Por el Consejo de Facultad:
______________________ fecha: ________________ f) Decano
