ESCUELA: UNIVERSIDAD DEL ISTMO

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1 1.-IDENTIFICACIÓN ESCUELA: UNIVERSIDAD DEL ISTMO CLAVE: 3041 GRADO: ING. EN COMPUTACIÓN, CUARTO SEMESTRE TIPO DE TEÓRICA/PRÁCTICA ANTECEDENTE CURRICULAR: OBJETIVO GENERAL Proporcionar al alumno conocimientos fundamentales sobre modelos de máquinas computacionales, sus respectivos lenguajes y gramáticas formales; adquiriendo la capacidad de utilizarlos en el diseño e implementación de aplicaciones reales. 3.- UNIDADES 1. Introducción;. Autómatas finitos; 3. Expresiones y lenguajes regulares; 4. Gramáticas independientes del contexto; 5. Autómatas de pila; 6. Propiedades de los lenguajes independientes del contexto; 7. Máquina de turing. 4.- TIEMPO ASIGNADO Y CRÉDITOS DE LA ASIGNATURA. TEORÍA PRÁCTICA TOTAL SEMANA SEMESTRE CRÉDITOS 8 HOJA 1 DE 11

2 5.- CONCENTRADO POR UNIDAD UNIDADES CARGA POR UNIDAD EN TEORÍA PRÁCTICA TOTAL OBJETIVOS POR UNIDAD 1. Introducción Autómatas finitos Expresiones y lenguajes regulares Gramáticas independientes del contexto Autómatas de pila Propiedades de los lenguajes independientes del contexto. 7. Máquina de turing Explicar la importancia de la teoría de autómatas y lenguajes formales en base a sus conceptos centrales Estudiar las máquinas abstractas más simples de reconocimiento de tokens en su concepción determinista y no determinista Emplear las expresiones regulares para reconocer o describir los lenguajes aceptados o generados por estas Utilizar las convenciones de notación apropiadas para reconocer o describir lenguajes con reglas inherentemente recursivas Estudiar la relación y aplicación de los autómatas de pila respecto a las gramáticas independientes del contexto Identificar los lenguajes libres de contexto mediante el estudio de sus propiedades Identificar la importancia y aplicaciones de la máquina de turing HOJA DE 11

3 6.- S 1. Introducción. Explicar la importancia de la teoría de autómatas y lenguajes formales en base a sus conceptos centrales 1.1. Introducción a los autómatas finitos. 1.. Autómatas y complejidad Conceptos centrales de la teoría de autómatas. Investigar en fuentes bibliográficas cada tema problemas sencillos Exposición y debate de temas en salón de clase. ilustrativos libros 1.4. Gramáticas formales. HOJA 3 DE 11

4 . Autómatas finitos. Estudiar las máquinas abstractas más simples de reconocimiento de tokens en su concepción determinista y no determinista.1. Definición y propiedades. 1.. Estructura general Diagramas de transiciones..4. Autómatas finitos deterministas (AFD) Autómatas finitos no deterministas (AFN). 3 Investigación sobre las aplicaciones de los AFD y AFN problemas con AFD y AFN problemas para encontrar el AFD equivalente a un AFN Exposición y debate de temas en salón de clase. Simulación de AFD y AFN Internet, libros.6. Autómatas finitos con transiciones épsilon. 1 Simular AFD y AFN utilizando herramientas en línea.7. Eliminación de las transiciones épsilon..8. Equivalencias entre AFN y AFD Minimización de un AFD. Resolver de ejemplos y ejercicios de minimización de un AFD Utilizar un lenguaje de programación de alto nivel para programar la minimización de un AFD HOJA 4 DE 11

5 3. Expresiones y lenguajes regulares. Emplear las expresiones regulares para reconocer o describir los lenguajes aceptados o generados por estas 3.1. Expresiones regulares. 3.. Autómatas finitos y expresiones regulares Aplicaciones de las expresiones regulares Álgebra para las expresiones regulares Lema del bombeo Propiedades de la clausura. 4 4 Investigación sobre las aplicaciones de las expresiones y lenguajes regulares problemas de equivalencia entre AFD y expresiones regulares problemas de aplicación de las expresiones regulares Exposición y debate de temas en salón de clase. Uso de simuladores en línea Internet, libros Usar un simulador para verificar el conjunto de cadenas aceptadas por un lenguaje regular HOJA 5 DE 11

6 4. Gramáticas independientes del contexto. Utilizar las convenciones de notación apropiadas para reconocer o describir lenguajes con reglas inherentemente recursivas 4.1. Definición y notación Jerarquía de Chomsky Derivaciones izquierda y derecha Lenguaje de una gramática Árboles de derivación Aplicaciones de las gramáticas independientes del contexto Ambigüedad en las gramáticas y lenguajes Gramáticas regulares Investigación sobre las aplicaciones de las gramáticas independientes del contexto problemas de aceptación de lenguajes sencillos independientes del contexto problemas de generación de lenguajes sencillos independientes del contexto problemas de detección y eliminación de ambigüedad Usar un simulador para representar las derivaciones de una gramática libre de contexto Exposición y debate de temas en salón de clase. Uso de simuladores en línea Internet, libros HOJA 6 DE 11

7 5. Autómatas de pila. Estudiar la relación y aplicación de los autómatas de pila respecto a las gramáticas independientes del contexto 5.1. Definición Notación gráfica Lenguajes aceptados por un autómata de pila Equivalencia entre autómatas de pila y gramáticas libres de contexto Autómatas de pila deterministas (APD) problemas de lenguajes aceptados por un autómata de pila problemas de equivalencia entre autómatas de pila y GLC problemas de APD Exposición de temas en salón de clase. Uso de simuladores en línea Internet, libros Usar un simulador para representar el funcionamiento de un autómata de pila HOJA 7 DE 11

8 6. Propiedades de los lenguajes independientes del contexto. Identificar los lenguajes libres de contexto mediante el estudio de sus propiedades 6.1. Formas normales para gramáticas independientes del contexto (GIC). 6.. Lema del bombeo para lenguajes independientes del contexto (LIC) Propiedades de la clausura de los LIC Propiedades de decisión de los LIC. 3 4 problemas utilizando el lema del bombeo problemas referentes a la clausura de los LIC problemas de decisión de los LIC Exposición de temas en salón de clase. libros HOJA 8 DE 11

9 7. Máquina de turing. Identificar la importancia y aplicaciones de la máquina de turing 7.1. Definiciones básicas Máquinas de Turing como aceptadores de lenguajes Construcción de máquinas de Turing. 1 Resolución de ejercicios y problemas con máquinas de turing como parsers Resolución de ejercicios y problemas con máquinas de turing como calculadoras Exposición de temas en salón de clase. Internet, libros 7.4. Hipótesis de Turing Church Máquina de turing universal. 3 Resolución de problemas y ejercicios de decibilidad Uso de simuladores en línea 7.6. Introducción a lenguajes decidibles El problema de paro. Usar un simulador para visualizar el funcionamiento de una máquina de turing HOJA 9 DE 11

10 7.- APOYO BIBLIOGRÁFICO TEXTO BÁSICO: Lenguajes, gramáticas y autómatas, Rafael Cases, Luís Márquez, Alfaomega Editorial. 00 Introducción a la Teoría de Autómatas, Lenguajes y Computación, Hopcroft, Motwan, Ullman, Segunda Edición, Addison Wesley Editorial, 00. Teoría de Autómatas y Lenguajes Formales, García, Pérez, Ruiz, Segarra, Sempere, Vászquez de Parga, Alfaomega Editorial, 001. Introduction to the theory of computation, Michael Sipser, Second Edition, Course Technology Editor, 005. TEXTO DE CONSULTA: Automata theory with modern applications, James Anderson, Cambridge University Press, 006. Introducing the Theory of Computation, Wayne Goddard, First Edition, Jones & Bartlett Publishers, 008. An Introduction to Formal Language and Automata, Peter Linz, Fourth Edition, Jones & Bartlett Publisher, EVALUACIÓN Al inicio del curso el profesor indicará el procedimiento de evaluación, el cual deberá comprender las evaluaciones parciales y la ordinaria. El promedio de las calificaciones parciales representará el 50 % de la calificación final y el examen ordinario, el otro 50 %. Las evaluaciones deberán ser por escrito y en su caso con apoyos orales y prácticos. Para tener derecho a cada evaluación, el alumno deberá cumplir con un mínimo de 85 % de asistencia. A criterio del profesor serán considerados los trabajos de investigación, tareas, exposiciones, proyectos y participación en clases. Las evaluaciones parciales y la final, se efectuarán de acuerdo al calendario vigente, en los días y horas publicados por el Departamento de Servicios Escolares. HOJA 10 DE 11

11 M. en C. J. Jesús Arellano Pimentel ELABORÓ M. en C. Daniel Pacheco Bautista Vo.Bo. M en C. Víctor Manuel Martínez Rodríguez APROBÓ FECHA DE ELABORACIÓN: FECHA DE APROBACIÓN: 14 de enero de 010 HOJA 11 DE 11

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