TEORIA DEGLI AUTOMI
(obiettivi)
Obiettivi generali: acquisire conoscenze di base in teoria degli automi.
Obiettivi specifici:
Conoscenza e comprensione: al temine del corso lo studente avrà acquisito familiarità con i concetti di automa deterministico e completo, di linguaggio riconoscibile, di automa non deterministico, di linguaggio razionale e di teoremi che descrivono alcune proprietà fondamentali di natura algebrica e combinatoria di queste strutture (descrizione dei linguaggi accettati da automi in termini di congruenze di indice finito, di operazioni razionali nel mondi libero delle stringhe su di un alfabeto dato, di modelli non deterministici e di automi minimali).
Applicare conoscenza e comprensione: al temine del corso lo studente sarà in grado di risolvere semplici problemi che richiedano l'uso di tecniche combinatorie e algebriche di teoria degli automi: costruzione di automi per il riconoscimento di linguaggi, proprietà algoritmiche e di decidibilità, strumenti per verificare la non riconoscibilità di linguaggi.
Capacità critiche e di giudizio: Gli studenti che abbiano superato l'esame avranno maturato dimistichezza con gli oggetti basilari della teoria. In particolare, saranno in grado di leggere criticamente le dimostrazioni dei risultati della teoria esposti nel corso e di analizzare relazioni ed analogie con argomenti di teoria matematica dei linguaggi formali e di teoria dei codici.
Capacità comunicative: capacità di esporre in forma scritta i risultati teorici e la soluzione degli esercizi proposti nella prova di esame.
Capacità di apprendimento: le conoscenze acquisite permetteranno uno studio, individuale o impartito in un corso di LM, di aspetti più specialistici di teoria degli automi e di teoria matematica dei linguaggi formali.
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Canale Unico
Docente
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D'ALESSANDRO FLAVIO
(programma)
Prima parte: Elementi di teoria dei semigruppi e prime nozioni di Teoria degli Automi (20 ore)
Elementi di teoria dei semigruppi; congruenze e morfismi di semigruppi; parti riconoscibili di un semigruppo e loro proprietà elementari; parti razionali di un semigruppo; cenni al Problema di Burnside per i semigruppi e per i gruppi; semiautomi finiti; automi finiti; teoremi di Myhill e Nerode; proprietà di chiusura dei linguaggi riconoscibili rispetto alle operazioni Booleane insiemistiche; teoremi di iterazione; automi incompleti e non deterministici; proprietà di chiusura dei linguaggi riconoscibili rispetto alle operazioni di prodotto, di stella e di shuffle; linguaggi razionali dei monoidi liberi e loro proprietà elementari.
Seconda parte: risultati fondamentali di Teoria degli Automi (28 ore)
Linguaggi locali e teorema di Medvedev; teorema di Kleene; linguaggi razionali e grammatiche lineari a destra oppure a sinistra; automi a due vie e teorema di Rabin e Shepherdson; relazioni razionali e riconoscibili di monoidi liberi; teorema di Elgot e Mezei; teorema di cross section di Eilenberg; congruenze di semiautomi e di automi; automa connesso e minimale; morfismi di semiautomi e di automi; automa minimale e teorema di equivalenza; algoritmo di Moore e Conway; espressioni razionali; identità razionali; espressioni razionali estese; star-height delle espressioni razionali; star-height generalizzata; linguaggi aperiodici; monoidi aperiodici; linguaggi senza stella e teorema di Schutzenberger; il problema della star-height estesa: cenni alla congettura di Mc Naughton e ai teoremi di Henneman.
Aldo de Luca, Flavio D'Alessandro, Teoria degli Automi Finiti, Collana UNITEXT, Springer Italia, Milano, 2013
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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Date degli appelli
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Date degli appelli d'esame
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Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Non obbligatoria
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Metodi di valutazione
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Prova scritta
Prova orale
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