BENÉMERITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA VICERRECTORÍA DE DOCENCIA DIRECCIÓN GENERALDE EDUCACIÓN SUPERIOR FACULTAD DE CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN

Transcripción

1 Programa Educativo (PE): Licenciatura en Ciencias de la Computación Área: Ciencias de la Computación Programa de Asignatura: Lenguajes Formales Y Autómatas Código: CCOM-013 Créditos: 5 Fecha: Julio

2 1. DATOS GENERALES Nivel Educativo: Licenciatura Nombre del Programa Educativo: Licenciatura en Ciencias de la Computación Modalidad Académica: Mixta Nombre de la Asignatura: Lenguajes Formales y Autómatas Ubicación: Correlación: Asignaturas Precedentes: Asignaturas Consecuentes: Conocimientos, habilidades, actitudes y valores previos: Básico Estructuras Discretas Fundamentos de Lenguajes de Programación, Computabilidad, Compiladores. Conocimientos: Conjuntos, relaciones, funciones, teoría de grafos, Arboles, Inducción Habilidades: Capacidad para realizar trabajo en equipo, Actitudes: Responsabilidad, Propositito, Iniciativa para resolver problemas, Compromiso, Voluntad, Solidaridad. Valores: Puntualidad 2. CARGA HORARIA DEL ESTUDIANTE Concepto Horas teoría y práctica Actividades bajo la conducción del docente como clases teóricas, prácticas de laboratorio, talleres, cursos por internet, seminarios, etc. (16 horas = 1 crédito) Horas de práctica profesional crítica. Servicio social, veranos de la investigación, internado, estancias, ayudantías, proyectos de impacto social, etc. (50 horas = 1 crédito) Horas de trabajo independiente. En donde se integran aprendizajes de la asignatura y tiene como resultado un producto académico ejem. exposiciones, recitales, maquetas, modelos tecnológicos, asesorías, Horas por periodo Teorías Prácticas Total de horas por periodo Número de créditos

3 ponencias, conferencias, congresos, visitas, etc. (20 horas = 1 crédito) Total REVISIONES Y ACTUALIZACIONES Autores: Jesús García Fernández Pedro Vargas García Guillermo de Ita Luna Oliva López Pérez David Eduardo Pinto Avendaño José de Jesús Lavalle Martínez José Juan Palacios Pérez Fecha de diseño: Abril 2000, Junio 2003 Fecha de la última actualización: Julio 2009 Claudia Zepeda Cortés Alba Maribel Sánchez Gálvez Meliza Contreras González Mireya Tovar Vidal Revisores: César Bautista Ramos José Raymundo Marcial Romero Alfonso Garcés Báez José de Jesús Lavalle Martínez Actualización del contenido de las unidades así como Sinopsis de la revisión y/o actualización: de la bibliografía básica y complementaria 4. PERFIL DESEABLE DEL PROFESOR (A) PARA IMPARTIR LA ASIGNATURA: Disciplina profesional: Nivel académico: Experiencia docente: Experiencia profesional: Ciencias de la Computación o áreas afines. Al menos Maestría Mínima 2 años Preferentemente un año en temas relacionados. Nota: se consideran la disciplina profesional que debe tener, el grado académico, la experiencia disciplinaria y docente, las asignaturas que debe haber impartido y la formación o capacitación docente/disciplinaria que se juzgue adecuada. 5. OBJETIVOS: 5.1 Educacional: El estudiante aplicará las bases de los lenguajes formales, es decir, la teoría de autómatas para reconocerlos y las diferentes clases de gramáticas para generarlos. Con el fin 3

4 de tener la base conceptual que le permita analizar problemas reales tales como la compilación de programas cuando su entorno laboral lo requiera. 5.2 General: El estudiante reconocerá los conceptos fundamentales de la teoría de autómatas y lenguajes formales. El estudiante clasificará los lenguajes formales siguiendo la jerarquía de Chomsky, relacionará los principales enfoques para representar lenguajes: gramáticas (métodos generativos) y autómatas (métodos por aceptación). Finalmente, el estudiante reconocerá y aplicará la teoría de autómatas y lenguajes formales para el diseño, modelado o representación de posibles problemas reales. 5.3 Específicos: Identificar los elementos básicos de un lenguaje. Analizar los autómatas finitos como reconocedores de lenguajes Analizar las gramáticas regulares como generadoras de lenguajes Identificar las expresiones regulares como representantes de lenguajes Identificar la equivalencia entre las expresiones regulares y las gramáticas Identificar las limitaciones de representación de un lenguaje regular. Analizar los autómatas de pila como reconocedores de lenguajes libres de Analizar las gramáticas libres de contexto como generadoras de lenguajes libres de Reconocer los problemas de ambigüedad en un lenguaje libre de Analizar diferentes formas normales para los lenguajes libres de Identificar las limitaciones de representación de un lenguaje libre de Identificar las maquinas de Turing como reconocedoras de lenguajes recursivos. 4

5 6. MAPA CONCEPTUAL DE LA ASIGNATURA: BENÉMERITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA Elaborar el mapa conceptual considerando la jerarquización de los conceptos partiendo de los más generales y que tienen una función más inclusiva hasta llegar a los que son más particulares y que tienen una menor generalidad. 5

6 7. CONTENIDO 1 Introducción 2. Autómatas finitos y gramáticas Objetivo Específico Identificar los elementos básicos de un lenguaje. Analizar los autómatas finitos como reconocedores de lenguajes Analizar las gramáticas regulares como generadoras de lenguajes Contenido Temático/Actividades de aprendizaje 1.1. Reconocer la importancia de estudiar los autómatas y lenguajes formales Símbolos, alfabetos, y cadenas Operaciones sobre cadenas Definición de lenguaje y operaciones sobre lenguajes La jerarquía de Chomsky: Clasificación de gramáticas y lenguajes Autómatas finitos deterministas Autómatas finitos no deterministas y autómatas finitos no deterministas con y sin transiciones La clase de los lenguajes aceptados por los autómatas finitos. Básica Dexter, C. Kozen (2007). Automata and Computability. USA: Springer. Dexter, C. Kozen (2007). Automata and Computability. USA: Springer. Bibliografía Complementaria Hopcroft, J. and Ullman, J. (2006). Introduction to Automata Theory, Languages and Computation. USA: Addison Wesley Kelley, Dean (1995). Automata and Formal Languages: An Introduction. USA: Prentice Hall. (Versión en Ingles) Hopcroft, J. and Ullman, J. (2006). Introduction to Automata Theory, Languages and Computation. USA: Addison Wesley Kelley, Dean (1995). Automata and Formal Languages: An 6

7 3. Expresiones Objetivo Específico Identificar las expresiones regulares como representantes de lenguajes Identificar la equivalencia entre las expresiones regulares y las gramáticas Identificar las limitaciones de representación de un lenguaje regular. Contenido Temático/Actividades de aprendizaje 2.4. Equivalencia entre los diferentes tipos de Autómatas Finitos Simplificación de Autómatas Finitos Gramáticas 2.7. Derivación y lenguaje generado por una gramática regular Aplicaciones del concepto de Autómata Finito en diferentes contextos Definición de una expresión regular Lenguaje representado por una expresión regular Propiedades algebraicas Equivalencia entre expresiones regulares, autómatas finitos y gramáticas 3.5. Lema del bombeo. Básica Dexter, C. Kozen (2007). Automata and Computability. USA: Springer. Bibliografía Complementaria Introduction. USA: Prentice Hall. (Versión en Ingles). Baral, C. (2003). Knowledge Representation, Reasoning and Declarative Problem Solving. Cambridge University Press. Baier, Christel and Katoen Joost-Pieter (2008). Principles of Model Checking. England: MIT Press. Hopcroft, J. and Ullman, J. (2006). Introduction to Automata Theory, Languages and Computation. USA: Addison Wesley Kelley, Dean (1995). Automata and Formal Languages: An Introduction. USA: Prentice Hall. (Versión en Ingles). 7

8 4 Autómatas de pila y Lenguajes libres de 5. Máquinas de Turing Objetivo Específico Analizar los autómatas de pila como reconocedores de lenguajes libres de Analizar las gramáticas libres de contexto como generadoras de lenguajes libres de Reconocer los problemas de ambigüedad en un lenguaje libre de Analizar diferentes formas normales para los lenguajes libres de Identificar las limitaciones de representación de un lenguaje libre de Identificar las Máquinas de Turing como reconocedoras de lenguajes recursivos. Contenido Temático/Actividades de aprendizaje Básica 4.1. Autómata de pila. Dexter, C. Kozen 4.2. Lenguajes aceptados por autómatas de pilas Autómatas de pilas deterministas y no determinista. 4.4 Gramáticas libres de 4.5. Derivación y lenguaje generado por una gramática libre de 4.6. Árbol sintáctico Ambigüedad Formas normales (Chomsky, Greybach) Gramáticas dependientes de Lema de bombeo. (2007). Automata and Computability. USA: Springer Máquina de Turing. Dexter, C. Kozen 5.2. Máquina de Turing determinista y no determinista. (2007). Automata and Computability. USA: Springer. Bibliografía Complementaria Hopcroft, J. and Ullman, J. (2006). Introduction to Automata Theory, Languages and Computation. USA: Addison Wesley Kelley, Dean (1995). Automata and Formal Languages: An Introduction. USA: Prentice Hall. (Versión en Ingles). Baral, C. (2003). Knowledge Representation, Reasoning and Declarative Problem Solving. Cambridge University Press. Baier, Christel and Katoen Joost-Pieter (2008). Principles of Model Checking. England: MIT Press. Hopcroft, J. and Ullman, J. (2006). Introduction to Automata Theory, Languages and 8

9 Objetivo Específico BENÉMERITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA Contenido Temático/Actividades de aprendizaje 5.3 Lenguaje generado por una Máquina de Turing. Básica Bibliografía Complementaria Computation. USA: Addison Wesley Kelley, Dean (1995). Automata and Formal Languages: An Introduction. USA: Prentice Hall. (Versión en Ingles). Nota: La bibliografía deberá ser amplia, actualizada (no mayor a cinco años) con ligas, portales y páginas de Internet, se recomienda usar los criterios del APA para referir la bibliografía. 8. CONTRIBUCIÓN DEL PROGRAMA DE ASIGNATURA AL PERFIL DE EGRESO 1 Introducción La importancia de estudiar los autómatas y lenguajes formales. Elementos básicos de un lenguaje. Perfil de egreso (anotar en las siguientes tres columnas a qué elemento(s) del perfil de egreso contribuye esta asignatura) Conocimientos Habilidades Actitudes y valores Capacidad de identificar la Mantendrá una actitud importancia de estudiar favorable para la lenguajes formales y autómatas actualización permanente así como sus elementos en la disciplina. básicos. Capacidad de discernir información previa. Capacidad de adquirir nueva información. Mostrará una actitud positiva y favorable a los cambios científico tecnológicos. Será un profesional responsable, crítico y ético. Capacidades para identificar problemas, trabajo en equipo, comunicación, toma de 9

10 2. Autómatas finitos y gramáticas Autómatas finitos como reconocedores de lenguajes Gramáticas regulares como generadoras de lenguajes Perfil de egreso (anotar en las siguientes tres columnas a qué elemento(s) del perfil de egreso contribuye esta asignatura) Conocimientos Habilidades Actitudes y valores decisiones asertivas. Capacidad para construir Mantendrá una actitud autómatas finitos deterministas y favorable para la no-deterministas que actualización permanente reconozcan lenguajes en la disciplina. Capacidad para construir gramáticas regulares que generen lenguajes Capacidad para identificar la equivalencia entre gramáticas regulares y autómatas finitos. Mostrará una actitud positiva y favorable a los cambios científico tecnológicos. Será un profesional responsable, crítico y ético. Capacidad para aplicar el concepto de Autómata Finito en diferentes contextos relacionados con modelado o representación de problemas reales. Capacidad de discernir información previa. Capacidad de adquirir nueva información. Capacidades para identificar problemas, trabajo en equipo, comunicación, toma de decisiones asertivas. 10

11 3. Expresiones Limitaciones de representación de un lenguaje regular. Perfil de egreso (anotar en las siguientes tres columnas a qué elemento(s) del perfil de egreso contribuye esta asignatura) Conocimientos Habilidades Actitudes y valores Expresiones Capacidad para reconocer a las Mantendrá una actitud expresiones regulares como favorable para la representantes de lenguajes actualización permanente en la disciplina. Capacidad para identificar la equivalencia entre las expresiones regulares, las gramáticas regulares y los autómatas finitos. Capacidad de identificar las limitaciones de representación de un lenguaje regular. Mostrará una actitud positiva y favorable a los cambios científico tecnológicos. Será un profesional responsable, crítico y ético. Capacidad de discernir información previa. Capacidad de adquirir nueva información. 4 Autómatas de pila y Lenguajes libres de Autómatas de pila. Gramáticas libres de Problemas de ambigüedad Capacidades para identificar problemas, trabajo en equipo, comunicación, toma de decisiones asertivas. Capacidad para construir autómatas de pila como reconocedores de lenguajes libres de Capacidad para construir Mantendrá una actitud favorable para la actualización permanente en la disciplina. Mostrará una actitud positiva y favorable a los 11

12 en un lenguaje libre de Formas normales para los lenguajes libres de Gramáticas dependientes de Limitaciones de representación de un lenguaje libre de Perfil de egreso (anotar en las siguientes tres columnas a qué elemento(s) del perfil de egreso contribuye esta asignatura) Conocimientos Habilidades Actitudes y valores gramáticas libres de contexto como generadoras de lenguajes libres de Capacidad para identificar los problemas de ambigüedad en un lenguaje libre de Capacidad para obtener diferentes formas normales de una gramática libre de Capacidad de identificar una gramática dependiente de cambios científico tecnológicos. Será un profesional responsable, crítico y ético. Capacidad para identificar las limitaciones de representación de un lenguaje libre de Capacidad de discernir información previa. Capacidad de adquirir nueva información. Capacidades para identificar problemas, trabajo en equipo, comunicación, toma de decisiones asertivas. 5. Maquinas de Turing Maquinas de Turing Capacidad para identificar las Mantendrá una actitud 12

13 Perfil de egreso (anotar en las siguientes tres columnas a qué elemento(s) del perfil de egreso contribuye esta asignatura) Conocimientos Habilidades Actitudes y valores Máquinas de Turing como reconocedoras de lenguajes recursivos. favorable para la actualización permanente en la disciplina. Capacidad de discernir información previa. Capacidad de adquirir nueva información. Capacidades para identificar problemas, trabajo en equipo, comunicación, toma de decisiones asertivas. Mostrará una actitud positiva y favorable a los cambios científico tecnológicos. Será un profesional responsable, crítico y ético. 13

14 9. ORIENTACIÓN DIDÁCTICO-PEDAGÓGICA. (Enunciada de manera general para aplicarse durante todo el curso) Estrategias a-e Técnicas a-e Recursos didácticos Estrategias de aprendizaje: Técnicas Materiales: Lectura y comprensión, de debate, Proyectores, Reflexión, del diálogo, TICs, Comparación, de problemas, Plumón y pizarrón. Categorización de estudio de casos, Resumen. para el análisis, comparación, Estrategias de enseñanza: síntesis, Aprendizaje basado en lluvia de ideas, problemas, exposición. Aprendizaje activo, Basado en el descubrimiento. Ambientes de aprendizaje: Aula, Simuladores. Actividades y experiencias de aprendizaje: Análisis de los lenguajes de programación funcionales más empleados. Resolución de ejercicios. Demostración de propiedades de lenguajes de programación. Exposición de tareas. Nota: ver glosario 10. CRITERIOS DE EVALUACIÓN Criterios Exámenes 45% Participación en clase 5% Tareas 15% Porcentaje 14

15 Exposiciones 5% Simulaciones Trabajos de investigación y/o de intervención 10% Prácticas de laboratorio Visitas guiadas Reporte de actividades académicas y culturales Mapas conceptuales Portafolio Proyecto final 20% Otros Total 100 % Nota: Se refiere a lo que se evaluará del proceso A-E, considerando sus finalidades, la información y las consecuencias que se derivan de este proceso, los resultados, los momentos, las orientaciones, las técnicas y los instrumentos, todo esto nos conducirá al diálogo y reflexión sobre el aprendizaje del grupo. Los porcentajes serán establecidos por la academia de acuerdo a los objetivos de cada asignatura. 11. REQUISITOS DE ACREDITACIÓN Estar inscrito oficialmente como alumno del PE en la BUAP Haber aprobado las asignaturas que son pre-requisitos de ésta Aparecer en el acta El promedio de las calificaciones de los exámenes aplicados deberá ser igual o mayor que 6 Cumplir con las actividades propuestas por el profesor Nota: Describe los requisitos que el estudiante debe cumplir para acreditar la materia. 15