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Operationen auf endlichen Akzeptoren und Transduktoren. Kursfolien. Karin Haenelt. Notationskonventionen. Begriffe: Abgeschlossenheit. Das Ergebnis einer Operation auf Elementen einer Menge liegt wiederum innerhalb dieser Menge Beispiel:
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Operationen auf endlichen Akzeptoren und Transduktoren Kursfolien Karin Haenelt
Begriffe: Abgeschlossenheit • Das Ergebnis einer Operation auf Elementen einer Menge liegt wiederum innerhalb dieser Menge • Beispiel: • Vereinigung zweier regulärer Ausdrücke ergibt wieder einen regulären Ausdruck
Begriffe: lazy implementation • In der Praxis sind oft viele Zustände, die als Zwischenergebnis einer Operation entstehen, vom Startzustand aus nicht erreichbar • lazy implementation: • unerreichbare Zustände gar nicht erst produzieren • Zustände nur nach Bedarf erzeugen • Konstruktion mit Zustand [0,0] beginnen • weitere Zustände nur hinzufügen, wenn sie Ergebnis einer Transition sind, die von einem bereits eingefügten Zustand ausgeht
Komplement regulärer Sprachen (Hopcroft/Ullman 1988: 61)
Komplement endlicher Automaten (1) (Hopcroft/Ullman 1988: 61)
dete adje nomn 0 1 2 3 dete dete adje nomn 0 1 2 3 nomn nomn Komplementendlicher Automaten (2) 1. 2.
dete, adje,nomn dete, adje,nomn adje dete adje nomn 4 0 1 2 3 dete dete,adje nomn nomn dete adje nomn 0 1 2 3 nomn nomn Komplementendlicher Automaten (3) 3. 4.
dete, adje,nomn dete, adje,nomn dete, adje,nomn dete, adje,nomn adje adje 4 4 dete dete dete,adje dete,adje dete dete adje adje nomn nomn 0 0 1 1 2 2 3 3 nomn nomn nomn nomn Komplementendlicher Automaten (4) 4. 5.
q1 f1 f0 q0 h a q0 q1 q2 f1 f0 Hülle endlicher Automaten (3)
q1 f1 q2 f2 e 20 21 s t 22 t Konkatenation endlicher Automaten (3) l a c h 10 11 12 13 14 m
q1 f1 q0 f0 q2 f2 b a h n 00 11 21 12 22 13 01 u w a l d 15 16 17 l h a c 00 01 24 25 26 b a h n 10 11 12 13 14 w a l d 15 16 17 b a u 20 21 22 23 l a c h 24 25 26 Vereinigung endlicher Automaten (3) Prinzip Beispiel als NEA Beispiel als “DEA“
b a h n b a h n 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 u u w a l d 5 6 7 b a h n 0 1 2 3 4 u l a c h 5 6 7 Durchschnitt endlicher Automaten (3)
red/0.5 green/0.3 blue/0 green 0.8 0 1 2 yellow/0.8 red yellow 0 1 2 blue red green blue yellow red green blue yellow 3 red green blue yellow Durchschnitt endlicher Automaten A B
22 yellow/0.8 blue/0 11 20 green/0.3 red/0.5 green/0.3 blue/0 red/0.5 red/0.5 01 03 13 23 00 yellow/0.8 green/0.3 Durchschnitt endlicher Automaten
red/0.5 green green/0.3 blue/0 red yellow 0.8 0 1 2 0 1 2 yellow/0.8 blue Differenz endlicher Automaten (2) red/0.5 green/0.3 blue/0 red/0.5 red/0.5 0.8 1 2 3 4 0 yellow/0.8 (Mohri/Riley 2002: I, 24)
green red yellow green 0 1 2 blue red yellow 0 1 2 blue red green blue yellow red green blue yellow 3 Differenz endlicher Automaten (3) - Konstruktionsschritte 1. 2. komplettieren red green blue yellow
green red yellow 0 1 2 blue red green blue yellow red green blue yellow 3 red green blue yellow Differenz endlicher Automaten (4) - Konstruktionsschritte 3. Komplementbildung
22 yellow/0.8 blue/0 11 20 green/0.3 red/0.5 green/0.3 blue/0 red/0.5 red/0.5 01 03 13 23 00 yellow/0.8 green/0.3 Differenz endlicher Automaten (5) - Konstruktionsschritte Schnittbildung 4.
Differenz endlicher Automaten (6) - Konstruktionsschritte Tilgung der Pfade, die nicht zu akzeptierenden Zuständen führen 5. red/0.5 green/0.3 blue/0 red/0.5 red/0.5 01 03 13 23 00 yellow/0.8 green/0.3
Vielen Dank für das Aufspüren von Fehlern in früheren Versionen und für Verbesserungsvorschläge danke ich Maximilian Albert, Christian Roth
Literatur • Haenelt, Karin (2004). Operationen auf endlichen Automaten und Transduktoren. Definitionen, Algorithmen, Erläuterungen und Beispiele – eine Übersicht. Kursskript 25.04.2004. http://kontext.fraunhofer.de/haenelt/kurs/folien/FSOperationenDef.pdf • Hopcroft, John E. und Jeffrey D. Ullman (1988). Einführung in die Automatentheorie, formale Sprachen und Komplexitätstheorie. Bonn u.a.: Addison-Wesley (engl. Original: Introduction to automata theory, languages and computation) • Kunze, Jürgen (2001). Computerlinguistik. Voraussetzungen, Grundlagen, Werkzeuge. Vorlesungsskript. Humboldt Universität zu Berlin.http://www2.rz.hu-berlin.de/compling/Lehrstuhl/Skripte/Computerlinguistik_1/index.html • Mohri, Mehryar und Michael Riley (2002). Weighted Finite-State Transducers in Speech Recognition (Tutorial). Teil 1, Teil 2