Questions tagged «automata»

关于数学设备的问题,这些数学设备逐个符号地读取输入流,并使用状态转换图来生成输出流(可能使用辅助存储)。

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如何在输入字符串的长度上使用归纳法编写证明?
在我的计算机理论课程中,我们遇到的许多问题都涉及对输入字符串的长度进行归纳,以证明有关有限自动机的陈述。我了解数学归纳法,但是当琴弦开始演奏时,我会被绊倒。如果有人会逐步进行这样的证明,我将非常感激。 这是一个示例问题(Hopcroft和Ullman第3版的练习2.2.10): 考虑具有以下过渡表的DFA: 0 1 ________ -> A | AB * B | BA 非正式地描述此DFA接受的语言,并通过对输入字符串的长度进行归纳来证明您的描述正确。 这是本书中已回答的问题,所以我不是在找人做作业。我只需要有人直接向我解释。 图书的答案:( 从此处获取) 自动机告诉看​​到的1的数目是偶数(状态A)还是奇数(状态B),在后一种情况下可以接受。这是对| w |的简单归纳。当且仅当w具有偶数1时才显示dh(A,w)=A。基础:| w | =0。然后,w,空字符串肯定具有偶数1,即零1,并且δ-hat(A,w)=A。 归纳法:假设语句小于w。然后w = za,其中a为0或1。 情况1: a =0。如果w的偶数为1,则z也是如此。根据归纳假设,δ-hat(A,z)=A。DFA的跃迁告诉我们δ-hat(A,w)=A。如果w具有1的奇数,则z也是如此。根据归纳假设,δ-hat(A,z)= B,而DFA的跃迁告诉我们δ-hat(A,w)=B。因此,在这种情况下,δ-hat(A,w)=如果且仅当w的偶数为1时为a。 情况2: a =1。如果w的偶数为1,则z的奇数为1。根据归纳假设,δ-hat(A,z)=B。DFA的跃迁告诉我们δ-hat(A,w)=A。如果w的奇数为1,则z的偶数为。 1。根据归纳假设,δ-hat(A,z)= A,而DFA的跃迁告诉我们δ-hat(A,w)=B。因此,在这种情况下,δ-hat(A,w )=当且仅当w的偶数为1时=A。 我知道如何证明使用归纳法。我对构建字符串的工作方式感到困惑。我对加粗的部分感到困惑。我不明白他们是如何提出的/它实际上如何证明接受的内容/它是如何归纳的。∑ni=0i=n(n+1)2∑i=0ni=n(n+1)2\sum_{i=0}^{n}i = \frac{n(n+1)}{2} 顺便说一下,δ-hat是扩展的转移函数。

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如何证明NFA中的DFA可以具有指数级的状态?
此问题是从理论计算机科学堆栈交换迁移而来的,因为可以在计算机科学堆栈交换上回答。 迁移 7年前。 所有非确定性有限自动机都可以转化为等效的确定性有限自动机。但是,确定性有限自动机仅允许每个符号从状态指向一个箭头。因此,其状态应为NFA状态集的成员。这似乎表明,DFA的状态数可以根据NFA的状态数成指数增长。但是,我想知道如何实际证明这一点。





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上下文无关的语法中可以有“死态”吗?
上下文无关的语法可以包含自动机的“死态”吗? G = ( { a ,b ,c } ,{ A ,B ,C} ,{ A → a B ,B → b ,B → C,C→ c C} ,A )?G=({一种,b,C},{一种,乙,C},{一种→一种乙,乙→b,乙→C,C→CC},一种)?G = \big(\{a, b, c\}, \{A, B, C\}, \{A\to aB, B\to b, B\to C, C\to cC\}, A\big)\,? 生产规则和C → c C将永远循环,并且永远不会生成单词。这是允许的还是必须在某些时候以终端结束生产规则?B → C乙→CB\to …

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定义非确定性自动机的停止问题
至少在我自己的参考教科书(Hopcroft + Ullman 1979)中,图灵机(TM)的主要定义是确定性的。 因此,我自己对停止问题的理解主要是确定性TM,尽管我知道可以将其用于其他类型的自动机。 我还注意到,确定性通常或多或少地隐含在人们经常提及TM或暂停问题的方式中。关于停止问题的维基百科页面就是一个很好的例子。 但是,似乎没有理由进行这种限制。给定自动机族 可能是不确定的,因此的暂停问题可以定义为:˚FFF\mathcal FFF\mathcal F 是否存在统一的决策过程,使得在给定自动机和输入,它可以决定是否在输入上停止计算。 X 一X一∈ ˚F一种∈FA\in\mathcal FxxxAAAxxx (这与说要用输入终止的计算并不完全相同。)XAAAxxx 确实,这似乎是使有关线性有界自动机(LBA)的暂停问题的讨论有意义的唯一方法,而线性有界自动机主要是非确定性自动机。 因此,我的问题是我是否正确,以及这种对不确定性自动机的暂停问题进行明显的第二类治疗的原因(和哪个原因)。



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我想知道如果这甚至可能的,因为{anbncn∣n≥0}∉CFL{anbncn∣n≥0}∉CFL\{a^n b^n c^n \mid n \geq 0\} \not\in \mathrm{CFL}。因此,一个PDA,可以区分词w∈{anbncn∣n≥0}w∈{anbncn∣n≥0}w\in\{a^n b^n c^n \mid n \geq 0\}从其余{a∗b∗c∗}{a∗b∗c∗}\{a^*b^*c^*\}倒不如接受它,这听起来矛盾给我。 我想我需要利用PDA的不确定性,但是我没有主意。如果您能提供一些建议,我将不胜感激。

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在最小堆自动机接受的语言反转的情况下证明关闭
这是一个后续问题这一个。 在先前关于奇异状态机的问题中,亚历克斯·十·布林克和拉斐尔谈到了一种特殊的状态机的计算能力:最小堆自动机。他们能够证明这些机器接受的语言集(HALHALHAL)既不是上下文无关语言集的子集也不是其超集。鉴于已成功解决该问题并对该问题有明显的兴趣,我继续提出几个后续问题。 众所周知,常规语言在各种操作下都是封闭的(我们可能将自己限制为基本操作,例如并集,交点,补码,差,串联,Kleene星号和反转),而上下文无关的语言则具有不同的闭合属性(这些属性在并集,串联,Kleene星号和反向条件下关闭)。 HAL是否在逆转下关闭?

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有限自动机的修改版本接受的语言
确定性有限自动机(DFA)是一种状态机模型,能够接受所有且仅常规语言。可以(通常是)定义DFA,以使每个状态都必须为输入字母的所有元素提供某种过渡。换句话说,转换函数δ:Q×Σ→Qδ:Q×Σ→Q\delta : Q \times \Sigma \rightarrow Q应该是(总计)函数。 想象一下我们称之为双重确定性有限自动机(DDFA)。它的定义类似于DFA,但有两个例外:首先,它必须导致两个不同的状态,而不是针对每个可能的输入符号从一个状态过渡到另一个状态。其次,为了接受字符串,所有可能的路径都必须满足以下一个或多个条件: 通过DDFA的所有可能路径均会导致进入接受状态(我们将其称为1类DDFA)。 通过DDFA的所有可能路径都导致相同的接受状态(我们将其称为2型DDFA)。 现在我的问题是: 大号(d d ˚F 甲)= 大号(d ˚F 甲)大号(d d ˚F 甲)⊊ 大号(d ˚F 甲)大号(d d ˚F 甲)≠ L (D F A )L (D D FL(DFA)⊊L(DDFA)L(DFA)⊊L(DDFA)L(DFA) \subsetneq L(DDFA)L(DDFA)=L(DFA)L(DDFA)=L(DFA)L(DDFA) = L(DFA)L(DDFA)⊊L(DFA)L(DDFA)⊊L(DFA)L(DDFA) \subsetneq L(DFA)L(DDFA)≠L(DFA)L(DDFA)≠L(DFA)L(DDFA) \neq L(DFA)L(DDFA)L(DDFA)L(DDFA) 如果证明不太复杂,则证明(或至少要适度充实)。

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柜台计算机可以识别哪些语言?
在计算理论课程中,通常显示具有两个或更多计数器的计数器机器等效于图灵机。但是,我还没有看到对一台计数器可以识别哪些语言的正式分析。这些语言是否等同于上下文无关的语言(也许是通过某种巧妙的构造将它们与PDA相关联),还是它们是完全不同的一类语言?


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