Einführung in die theoretische Informatik: formale Sprachen und Automatentheorie
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| Veröffentlicht: |
München [u.a.]
Oldenbourg
2003
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| adam_text | Titel: Einführung in die theoretische Informatik
Autor: Hedtstück, Ulrich
Jahr: 2003
Einführung in die
Theoretische Informatik
Formale Sprachen und Automatentheorie
von
Prof. Dr. Ulrich Hedtstück
Fachhochschule Konstanz
2., überarbeitete Auflage
Oldenbourg Verlag München Wien
Inhaltsverzeichnis
Vorwort vii
Einleitung 5
1 Formale Sprachen 9
1.1 Buchstaben, Wörter, Sprachen 10
1.2 Klassen von unendlichen Sprachen 13
1.2.1 Abzählbare Sprachen 13
1.2.2 Aufzählbare Sprachen 19
1.2.3 Entscheidbare Sprachen 20
1.2.4 Zusammenfassendes Mengendiagramm 23
1.3 Wieviele Probleme kann der Computer lösen? 23
Übungen 25
2 Grammatiken 27
2.1 Grundlegende Definitionen 29
2.2 Die Chomsky-Hierarchie 36
2.3 Weitere Formalismen für kontextfreie Sprachen 41
2.3.1 Backus-Naur-Form (BNF) 42
2 Inhaltsverzeichnis
2.3.2 Erweiterte Backus-Naur-Form (EBNF) 43
2.3.3 Syntaxdiagramme 45
Übungen 48
3 Endliche Automaten und reguläre Sprachen 53
3.1 Arbeitsweise endlicher Automaten 54
3.2 Grundlegende Begriffe 57
3.3 Zustandsdiagramme 60
3.4 Nichtdeterministische endliche Automaten 63
3.5 Reguläre Sprachen - endliche Automaten 66
3.6 Zustandsbäume 71
3.7 Eine kontextfreie Sprache, die nicht regulär ist 73
3.8 Reguläre Ausdrücke 76
3.8.1 Reguläre Ausdrücke - reguläre Sprachen 79
3.9 Scanner und Scanner-Generatoren 84
3.10 Suche nach regulären Sprachen 85
3.11 Abkürzungen für reguläre Ausdrücke 87
3.12 Wildcards 89
Übungen 94
4 Kellerautomaten und kontextfreie Sprachen 97
4.1 Ableitungsbäume 98
4.2 Das Problem der Mehrdeutigkeit 100
4.2.1 Mehrdeutigkeiten in Programmiersprachen 104
4.3 Das Prinzip der Top-Down-Analyse 107
4.4 Parser als Erkennungsalgorithmen 111
Inhaltsverzeichnis 3
4.5 Arbeitsweise von Kellerautomaten 113
4.6 Nichtdeterministische Kellerautomaten 115
4.7 Kontextfreie Sprachen - Kellerautomaten 121
4.8 Chomsky-Normalform 124
4.9 Eine kontextsensitive Sprache, die nicht kontextfrei ist . . . . 127
4.10 Die Extensible Markup Language XML 130
4.10.1 Document Type Definitions 132
4.10.2 XML-Schemata 134
4.10.3 Mehrdeutigkeiten in DTDs und XML-Schemata . . . . 136
Übungen 137
5 Turingmaschinen 143
5.1 Arbeitsweise von Turingmaschinen 144
5.2 Erkennung von Sprachen durch Turingmaschinen 146
5.3 Turing-Berechenbarkeit 149
5.4 Komplexitätsuntersuchungen 152
5.4.1 Komplexitätsmaße 153
5.4.2 Die Klassen P und NP 155
Übungen 159
Lösungshinweise für ausgewählte Übungen 163
Literatur 167
Index 171
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