Programming-Based Formal Languages and Automata Theory de Marco T. Morazán

Programming-Based Formal Languages and Automata Theory: Texts in Computer Science

Autor Marco T. Morazán

en Limba Engleză Hardback – 19 dec 2023

Descoperim în Programming-Based Formal Languages and Automata Theory o schimbare de paradigmă în predarea informaticii teoretice: tranziția de la demonstrația matematică abstractă la implementarea funcțională. Un proiect central care ilustrează această viziune este utilizarea expresiilor regulate nu doar ca notații formale, ci ca baze pentru scrierea unor programe care generează activ cuvinte într-un limbaj dat. Această abordare transformă conceptele de mașini finite și gramatici din obiecte statice în instrumente de programare dinamice.

Remarcăm o structură riguroasă, organizată în patru părți fundamentale ce reflectă ierarhia Chomsky. Marco T. Morazán ghidează cititorul de la fundamentele programării în FSM (Finite State Machines) și seturi infinite, către studiul aprofundat al automatelor pushdown și, în final, către complexitatea mașinilor Turing. Pe linia practică a lucrării Automata Theory and Formal Languages de Pallavi Vijay Chavan, dar cu un focus distinct pe transformarea demonstrațiilor constructive în cod, volumul de față elimină bariera dintre teorie și aplicație.

Considerăm că această lucrare reprezintă apogeul metodologiei autorului, observată anterior în Animated Program Design și Animated Problem Solving. Dacă în acele volume accentul cădea pe designul sistematic, aici Marco T. Morazán aplică aceleași principii de rafinare iterativă asupra automatelor și limbajelor formale. Textul nu se rezumă la a prezenta modele de calcul, ci analizează echivalența dintre gramaticile dependente de context și mașinile Turing, culminând cu o introducere esențială în teoria complexității pentru a evalua dacă o soluție teoretică este sustenabilă în practică.

Citește tot Restrânge

Din seria Texts in Computer Science

Preț: 395^.63 lei

Preț vechi: 494^.53 lei
-20%

Puncte Express: 593

Paperback 360^.21 lei

Hardback 395^.63 lei

Carte tipărită la comandă

Livrare economică 29 mai-12 iunie

Adaugă în coș

Wish list
Gift list
Am citit!

Adaugă în listă

Specificații

ISBN-13: 9783031439728
ISBN-10: 3031439724
Pagini: 548
Ilustrații: XXIII, 524 p. 163 illus., 38 illus. in color.
Dimensiuni: 160 x 241 x 35 mm
Greutate: 0.98 kg
Ediția:1st ed. 2024
Editura: Springer
Colecția Texts in Computer Science
Seria Texts in Computer Science

Locul publicării:Cham, Switzerland

De ce să citești această carte

Pentru studenții și programatorii care doresc să înțeleagă fundamentele calculului prin practică, nu doar prin teoreme. Cartea oferă o metodologie clară de a transforma conceptele abstracte de automate și gramatici în programe funcționale, oferind un avantaj competitiv în domenii precum designul compilatoarelor sau procesarea limbajului natural. Este resursa ideală pentru a trece de la „ce este calculabil” la „cum programăm acest calcul”.

Despre autor

Marco T. Morazán este un autor și profesor recunoscut pentru abordările sale pedagogice inovatoare în domeniul informaticii, publicând frecvent în seria Texts in Computer Science a editurii Springer. Expertiza sa acoperă designul de programe, rezolvarea sistematică a problemelor și limbajele funcționale, fiind implicat activ în comunitatea IFL (Implementation and Application of Functional Languages). Lucrările sale se disting prin utilizarea „rețetelor de design” și a metodelor formale pentru a ghida studenții de la enunțul unei probleme la soluții programate și testate riguros, adaptând rigoarea teoretică la nevoile ingineriei software moderne.

Descriere scurtă

This textbook introduces formal languages and automata theory for upper-level undergraduate or beginning graduate students. While it contains the traditional mathematical development usually employed in computational theory courses, it is also quite different from many of them. Machines, grammars, and algorithms developed as part of a constructive proof are intended to be rendered as programs.
The book is divided into four parts that build on each other. Part I reviews fundamental concepts. It introduces programming in FSM and reviews program design. In addition, it reviews essential mathematical background on sets, relations, and reasoning about infinite sets. Part II starts the study of formal languages and automata theory in earnest with regular languages. It first introduces regular expressions and shows how they are used to write programs that generate words in a regular language. Given that regular expressions generate words, it is only natural to ask how a machine can recognize words in a regular language. This leads to the study of deterministic and nondeterministic finite-state machines. Part III starts the exploration of languages that are not regular with context-free languages. It begins with context-free grammars and pushdown automata to generate and recognize context-free languages, and it ends with a discussion of deterministic pushdown automata and illustrates why these automatons are fundamentally different from nondeterministic pushdown automata. Part IV eventually explores languages that are not context-free, known as context-sensitive languages. It starts by discussing the most powerful automaton known to mankind: the Turing machine. It then moves to grammars for context-sensitive languages, and their equivalence with Turing machines is explored. The book ends with a brief chapter introducing complexity theory and explores the question of determining if a solution to a problem is practical.

Cuprins

Part I: Fundamental Concepts.- 1. Introduction to FSM.- 2. Essential Background.- 3. Types of Proofs.- Part II: Regular Languages.- 4. Regular Expressions.- 5. Deterministic Finite-State Machines.- 6. Nondeterministic Finite State Machines.- 7. Finite-State Automatons and Regular Expressions.- 8. Regular Grammars.- 9. Languages that are not Regular.- Part III: Context-Free Languages.- 10. Context-Free Grammars.- 11. Pushdown Automata.- 12. Equivalence of pdas and cfgs.- 13. Properties of Context-Free Languages.- 14. Deterministic PDAs.- Part IV: Context-Sensitive Languages.- 15. Turing Machines.- 16. Turing Machine Composition.- 17. Turing Machine Extensions.- 18. Context-Sensitive Grammars.- 19. Church-Turing Thesis and Undecidability.- 20. Complexity.- Part V: Epilogue.- 21. Where to Go From Here.

Notă biografică

Marco T. Morazán is a Full Professor in the Department of Mathematics and Computer Science at Seton Hall University. His main research areas are the implementation of programming languages and computer science education. He developed the FSM (Functional State Machines) programming language, has pioneered an effective computer science curriculum for beginners based on the development of video games, and has turned the automata theory classroom to programming-based activities. Currently he chairs the Steering Committee of the annual Trends in Functional Programming Symposium (TFP), is a Steering Committee Member of the annual Implementation and Application of Functional Languages Symposium (IFL), and is a co-founder of the annual Trends in Functional Programming in Education Workshop.

Caracteristici

Covers all the mathematical development traditionally employed in computational theory courses Reviews essential mathematical background on sets, relations, formal logic, and reasoning about infinite sets Provides students with the FSM programming language to implement their machines, grammars, and regular expressions

Descriere

Descriere de la o altă ediție sau format:
This textbook introduces formal languages and automata theory for upper-level undergraduate or beginning graduate students. Part II starts the study of formal languages and automata theory in earnest with regular languages. Part III starts the exploration of languages that are not regular with context-free languages.