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Questions and Answers
Welche der folgenden Aussagen über formale Sprachen ist korrekt?
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In welchem Bereich der Informatik sind Automatenmodelle von besonderer Bedeutung?
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Was ist die Hauptanwendung von Kellerautomaten?
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Welches Buch behandelt die Themenkomplexe formale Sprachen und Automatentheorie?
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Wie viele Auflagen hat das Buch von J.E.Hopcroft, R.Motwani und J.D.Ullman?
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Was ist eine der Hauptkomponenten im Grobschema des Übersetzungsvorgangs?
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Warum sind formale Sprachen auch für die Textverarbeitung relevant?
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Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten den Zweck von formalen Sprachen in der Informatik?
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Study Notes
Automaten und Sprachen - WS 2024/2025
- Vorlesung von Jakob Piribauer
- Skript erstellt von Christel Baier, Manuela Berg, Walter Nauber
- Lehrstuhl für Algebraische und Logische Grundlagen der Informatik, Fakultät für Informatik, TU Dresden
Inhaltsverzeichnis
- Formale Sprachen und Automatentheorie (Seite 2)
- Grammatiken (Seite 7)
Literatur
- Verschiedene Lehrbücher zur Theoretischen Informatik und Automatentheorie werden genannt.
- A. Asteroth, C. Baier, Theoretische Informatik (2002)
- J.E. Hopcroft, R. Motwani, J.D. Ullman, Einführung in Automatentheorie, Sprachen und Berechenbarkeit (2014, dt. Version verfügbar)
- D. Kozen, Automaten und Berechenbarkeit (2007)
- H.R. Lewis, C.H. Papadimitriou, Elemente der Rechenkomplexität (1998)
- U. Schöning, Theoretische Informatik (2000)
- T. Sudkamp, Sprachen und Maschinen (2006)
- I. Wegener, Theoretische Informatik (1993)
Formale Sprachen und Automatenmodelle
- Formale Sprachen und Automaten (endliche Automaten, Kellerautomaten) haben Anwendungen wie Compilerbau.
- Übersetzungsvorgang (Abbildung 1): Quellprogramm → Scanner (lexikalische Analyse) → Parser (syntaktische Analyse) → Semantische Analyse → Maschinenn unabhängige Optimierung → Codeerzeugung und -optimierung → Maschinensprache.
- Lexikalische Analyse: Erkennung und Codierung von Grundsymbolen (z.B. Schlüsselwörter, Spezialsymbole, Identifier, Literale).
- Schlüsselwörter: IF, THEN, BEGIN, ...
- Spezialsymbole: <, +, ;, ...
- Identifier: Benutzerdefinierte Namen für Variablen/Module.
- Literale: Vordefinierte Bezeichner (z.B. Zahlen).
Grammatiken versus Automaten
- Grammatiken definieren Regeln zur Bildung von Wörtern einer Sprache.
- Automaten sind die Sprachakzeptoren, die entscheiden, ob ein Wort zu einer Sprache gehört.
- Der Zusammenhang zwischen Grammatiken und Automaten (z.B. endliche Automaten, Kellerautomaten, Turingmaschinen) ist ein wichtiges Konzept.
Grammatiken
- Formale Definition einer Grammatik (Tupel G = (V, Σ, P, S)):
- V = Menge der Variablen (Nichtterminalen)
- Σ = Alphabet (Terminalzeichen)
- P = Menge der Produktionen (Regeln)
- S = Startsymbol (Startvariable)
- Grammatiken beschreiben Sprachregeln.
- Abbildung 2: Beispiel einer Grammatik für eine Pseudo-Programmiersprache.
- Grammatik G₁df (Identifier): Beispiel für Regelbestimmung für Identifier.
- Definition 1.5 (Erzeugte Sprache L(G): Die durch G erzeugte Sprache L(G) enthält alle Wörter, die aus dem Startsymbol S abgeleitet werden können (S ⇒* w).
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Description
Dieser Quiz behandelt die Themen der Automaten- und Sprachtheorie, die in der Vorlesung von Jakob Piribauer behandelt werden. Es umfasst wichtige Konzepte wie formale Sprachen, Grammatiken und Automatentheorie. Ideal für Studierende der Informatik, die ihre Kenntnisse in diesen Bereichen vertiefen möchten.
