guia col2 2013 ii

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNADNombre escuela: Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Nombre programa: Ingeniería de Sistemas

AUTOMATAS Y LENGUAJES FORMALES

301405

Programa: Ingeniería de Sistemas

GUIA DE ACTIVIDAD

TRABAJO COLABORATIVO N 2

LENGUAJES INDEPENDIENTES DEL CONTEXTO

DUITAMA.

JULIO DE 2013


Temáticas revisadas: (Será las de la Unidad 2) Incluyendo los procesos de minimización de autómatas

Segunda Unidad Capítulos Lecciones

II. LENGUAJES INDEPENDIENTES DEL CONTEXTO

4. Conceptos Generales

16. Gramáticas Regulares

17. Lenguajes libres de contexto y sus máquinas 18. Arboles de derivación

19. Transformación de las GLC y Formas Normales

20.Limitacioes de los LLC

5. Autómatas a Pila

21. Definición de Autómata con Pila22. Funcionamiento de Autómata con Pila 23. Diseño de Autómata con Pila.24. Funciones que se aplican sobre los stacks (Pilas)

25. Combinación modular de los autómatas con Pila

6. Propiedades de Lenguajes Independientes de Contexto

26. Lenguaje aceptado por un AP27. Relación entre los AP y los LLC

28. Propiedades de clausura de los Lenguajes Libres de Contexto29. Algoritmos de decisión para los LLC 30.Problemas Indecibles para Lenguajes Libres de Contexto

INTRODUCCIÓN: Los lenguajes independientes del contexto que también se conocen con el nombre de gramáticas de contexto libre son un método recursivo sencillo de especificación de reglas gramaticales con las que se pueden generar cadenas de un lenguaje. Es factible producir de esta manera todos los lenguajes regulares, además de que existen ejemplos sencillos de gramáticas de contexto libre que generan lenguajes no regulares. Las reglas gramaticales de este tipo permiten que la sintaxis tenga variedad y refinamientos mayores que los realizados con lenguajes regulares, en gran medida sirven para especificar la sintaxis de lenguajes de alto nivel y otros lenguajes formales. OBJETIVO GENERAL: Conocer los modelos de computación que corresponden a los lenguajes independientes del contexto y su aplicación. OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Generalizar los conceptos de autómatas finitos y gramáticas regulares. Reconocer el potencial de procesamiento del lenguaje del autómata con los

Autómatas de pila.


Comprender el proceso de minimización y reducción de autómatas.

METODOLOGÍA: Las sesiones son desarrolladas en forma teórica, La estrategia de aprendizaje a utilizar será el Aprendizaje colaborativo. Porque aprendizaje colaborativo? El desarrollo de las actividades de aprendizaje está basado en el aprendizaje colaborativo como una estrategia de aprendizaje y de trabajo de grupo que es usado en los cursos que se ofertan en el campus virtual de la UNAD, se requieren estas características para realizar un trabajo realmente efectivo. Participación: el potencial de un grupo de aprendizaje se maximiza cuando todos los estudiantes participan activamente en las discusiones. Crecimiento Social: permite establecer y mantener una comprensión compartida de significados. Habilidades Conversacionales: la calidad de la comunicación en grupos de discusión influencia la experiencia de aprendizaje y los logros de los miembros del grupo. Procesamiento Grupal y Análisis de Rendimiento: existe procesamiento grupal cuando el grupo discute sus progresos y decide si continúa con su comportamiento o lo cambia. Para ello los estudiantes deben evaluar individual y colectivamente sus rendimientos. Formación de los grupos colaborativos: Los Grupos están conformados por 5 estudiantes que el sistema en el momento del ingreso al curso académico los selecciona, es de anotar que este grupo está definido para desarrollar todo el curso académico y no es factible el cambio de grupo, este proceso fomenta deliberadamente la diversidad mezclando los estudiantes con diferente nivel, sexo, origen, estilo de aprendizaje, etc. Aunque esta distribución no toma en cuenta la opinión de cada estudiante si pretende que se conserve dentro del equipo la pluralidad para potenciar la calidad, la cantidad y la velocidad de aprendizaje. Organización los Grupos colaborativos: Los equipos luego de la distribución aleatoria que hace el sistema deben organizarse en este pequeño grupo obviamente con el compromiso de trabajar y de desempeñar algunos roles o funciones básicas, que son indispensables para el desarrollo de la actividad. Una distribución de funciones básicas que se propone y debe ser definida una vez se hayan “conocido” los integrantes del grupo, es la siguiente (coordinador, relator, animador, técnico y supervisor) aunque los estudiantes pueden crear las funciones que consideren más adecuadas. En cada unidad de aprendizaje del curso los estudiantes deben elegir un coordinador del equipo que, a su vez, distribuye el resto de funciones entre sus compañeros. Cuando comienza una nueva unidad deben volver a elegir un coordinador pero de tal forma que nadie repita un cargo hasta que todos han pasado ya por ese cargo. La idea es que todos aprendan a ser responsables de todas las funciones esenciales dentro de un equipo, que todos vivan la experiencia de esa responsabilidad. ¿Cómo se logra pertenencia con el grupo colaborativo?: Lo importante en la conformación del equipo es el hecho de que se sientan parte del equipo en el cual van a trabajar durante todo el


semestre, para ello cada grupo deberá ponerse de acuerdo para desarrollar una primera actividad grupal, que está planteada en el foro general del curso, deberán elaborar una presentación multimedia que debe contener un acta de conformación del grupo, un nombre para el equipo, un logo distintivo del grupo y la redacción de texto en donde el equipo se presenta a sus compañeros explicando sus puntos fuertes y débiles. ¿Cómo organizar su trabajo?: En este punto cobra relevancia e importancia el uso del foro o espacio de trabajo, herramientas síncronas como Skype, webcoferences organizadas por el tutor, para compartir toda la información del grupo y registrar los aportes de cada uno de los integrantes del grupo. Para la organización del trabajo a desarrollar el proceso es el siguiente:

Planificación: Se deben repartir las funciones entre los componentes del grupo colaborativo y planificar el trabajo. Para ello elaboraran un "Plan de Acción"

Elaboración del trabajo: Con la información individual y grupal recogida en las bibliotecas, en la Red, haciendo entrevistas a especialistas etc. deberán elaborar un informe que recoja lo esencial que han aprendido: el trabajo final. Para ello negociarán y construirán entre todo el grupo los contenidos de la práctica, se deja la decisión al grupo para que seleccione la técnica más adecuada para compartir la producción de cada uno, se sugiere elaboren mapas de ideas o un mapa conceptual del tema a partir de la información elaborada individualmente.

Producto esperado a entregar: El producto es un documento que debe cubrir todos los puntos de la rúbrica de evaluación y debe ser elaborado en un procesador de palabras (openoffice write o Microsoft Word.) para luego ser convertido a PDF. DOCUMENTO A ENTREGAR: Se debe entregar un archivo comprimido (.rar) que contenga el siguiente nombre: Como ejemplo, si el estudiante se llama Carlos Alberto Amaya Tarazona y pertenece al grupo 103, entonces el archivo a enviar es: 103_col2_301405.rar

El archivo comprimido contendrá los siguientes elementos:

1. UN DOCUMENTO EN PDF: que contiene: Formato de presentación del Documento: El documento debe contener los siguientes puntos

Datos de los Estudiantes (nombre, número de matrícula, e-mail, Zona, Cead) Datos del tutor. Introducción concertada y redactada por los integrantes del Grupo


·Descripción general del trabajo. Desarrollo de cada uno de los puntos enunciados a continuación.

Importante: Tenga en cuenta que no se aceptan fórmulas, caracteres o expresiones regulares, entre otros que sean copiadas como imagen ya que no se evaluará el ejercicio y no tendrá nota. Se debe usar un editor de fórmulas para plasmarlas. Exitos. Cordialmente. Ing. (Msc) Carlos Alberto Amaya Tarazona Director aula

EJERCICIOS A DESARROLLAR:

1. Calcular el autómata mínimo correspondiente al siguiente autómata finito.

ACTIVIDADES ANTES DE MINIMIZAR.

1. Enuncie el autómata en notación matemática 2. Identifique los componentes del autómata (que tipo de tupla es) 3. Identifique la tabla de transición correspondiente

Cada fila la corresponde a un estado q Q El estado inicial se precede del símbolo → Cada estado final se precede del símbolo # Cada columna corresponde a un símbolo de entrada x ∑ Se debe identificar la función

4. Identifique el lenguaje que reconoce y enuncie cinco posibles cadenas válidas que terminen en el estado “halt”

5. Encuentre la expresión regular válida.


El propósito de las ER (que no son más que simples fórmulas) es representar cada una de ellas un lenguaje.

6. Encuentre su gramática que sea válida para la función de transición (describa sus componentes y como se escriben matemáticamente). Justifíquela si la convierte a la Izquierda o a la derecha. Plásmela en el simulador y recréela. (Debe quedar documentado en el texto el paso a paso que realizan en el simulador)

Las gramáticas son mecanismos generadores de lenguajes, es decir, nos dicen cómo podemos obtener o construir palabras de un determinado lenguaje.

7. Realice el árbol de Derivación de esa gramática Un árbol ordenado y etiquetado es un árbol de derivación para una gramática libre de contexto

8. Identifique si ese árbol o gramática es ambigua o no y plasme las razones de su afirmación

9. Si el árbol de transición es demasiado grande, a su criterio seleccione una regla en la que se detenga por cualquier rama (izquierda o derecha) y plásmelo hasta ahí. (es decir seleccione una cadena válida para este ítem).

ACTIVIDADES PARA EL EJERCICIO A MINIMIZAR O YA MINIMIZADO:

10.Explicar el proceso de Minimización (que estados se suprimen y porque) 11.Que transiciones se reemplazan o resultan equivalentes. 12.Escribir la función de transición del nuevo autómata. 13.Identificar la expresión regular (explicarla en la lectura matemática que se le debe

hacer). 14.Compruebe una cadena válida para esa expresión regular. 15.Identificar el lenguaje que reconoce y cinco posibles cadenas válidas 16.Identificar su gramática. Demuéstrela para una cadena válida del autómata. 17.Compare la gramática con el autómata antes de minimizar (ya sea por la izquierda o

derecha). 18.El autómatas nuevo expresarlo o graficarlo con su respectivo diagrama de Moore. 19.Identificar sus tablas de Transición (plasmarlas) 20.Plasmar los pasos de minimización en el simulador (compárelos con el proceso manual

que está explicando) y capturar los procesos en imágenes para ser documentadas en el texto.

Cada Ítem debe ser justificado, para ello lo pueden hacer con su interpretación matemática o con el simulador que le genera todas las respuestas. No dejen a última instancia para realizar el trabajo, ya que no se les podrá dar el apoyo académico oportuno.


2. Construya el autómata de Pila Correspondiente Diseñe un APD que acepte el Lenguaje L = {0a 1a+b 2b 3c+1 } donde a,b,c ≥ 0

21. Describa el autómata en notación matemática 22. Grafíquelo en JFLAP y realice el “Traceback” para las transiciones. (Las columnas para un

AP son: El estado en que se encuentra el autómata, lo que falta por leer de la palabra de entrada, y el contenido de la pila).

23. Plasme las imágenes y capturas en el documento. (Documente el proceso) 24. Muestre el diagrama correspondiente de estados. 25. Identifique los contenidos (el recorrido para cada interacción) de la pila y el estado de parada.

Realícelo con la cadena cuando: a = 1, b= 2, c=1

3. Gramáticas

Sean L 1 el lenguaje generado por la gramática G 1

S → 0A │ 1

A → 1A | 1B

B → 0S

Gramática G 1

26. Identifique que tipo de gramática es. Justifique su respuesta 27. Identifique los elementos (tupla) que es. 28. Obtener el autómata Finito para la gramática (plasme los diagramas de Moore) 29. Identifique el Lenguaje que generan. Identifique si es lineal por la derecha o la izquierda. 30. Plasme la secuencia y árbol de derivación la cadena 0101 (Use el simulador para

verificarla). E identifique que producciones intervienen. Para justificar sus respuestas puede apoyarse en la simulación que le dé el software JFLAP.

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