Einführung in die theoretische Informatik: formale Sprachen und Automatentheorie
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München
Oldenbourg
2012
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IMAGE 1
INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT VII
EINLEITUNG 1
1 FORMALE SPRACHEN 5
1.1 BUCHSTABEN, WOERTER, SPRACHEN 6
1.2 KLASSEN VON UNENDLICHEN SPRACHEN 9
1.2.1 ABZAEHLBARE SPRACHEN 9
1.2.2 AUFZAEHLBARE SPRACHEN 15
1.2.3 ENTSCHEIDBARE SPRACHEN 16
1.2.4 ZUSAMMENFASSENDES MENGENDIAGRAMM 19
1.3 WIEVIELE PROBLEME KANN DER COMPUTER LOESEN? 19
UEBUNGEN 21
2 GRAMMATIKEN 2 3
2.1 GRUNDLEGENDE DEFINITIONEN 25
2.2 DIE CHOMSKY-HIERARCHIE 32
2.3 WEITERE FORMALISMEN FUER KONTEXTFREIE SPRACHEN 37
2.3.1 BACKUS-NAUR-FORM (BNF) 38
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IMAGE 2
XII
INHALTSVERZEICHNIS
2.3.2 ERWEITERTE BACKUS-NAUR-FORM (EBNF) 39
2.3.3 SYNTAXDIAGRAMME 41
UEBUNGEN 44
3 ENDLICHE A U T O M A T E N U N D REGULAERE SPRACHEN 4 9
3.1 ARBEITSWEISE ENDLICHER AUTOMATEN 50
3.2 GRUNDLEGENDE BEGRIFFE 53
3.3 ZUSTANDSDIAGRAMME 56
3.4 NICHTDETERMINISTISCHE ENDLICHE AUTOMATEN 59
3.5 REGULAERE SPRACHEN - ENDLICHE AUTOMATEN 62
3.6 ZUSTANDSBAEUME 67
3.7 EINE KONTEXTFREIE SPRACHE, DIE NICHT REGULAER IST 69
3.8 REGULAERE AUSDRUECKE 72
3.8.1 REGULAERE AUSDRUECKE - REGULAERE SPRACHEN 75
3.9 SCANNER UND SCANNER-GENERATOREN 81
3.10 SUCHE NACH REGULAEREN SPRACHEN 82
3.11 ABKUERZUNGEN FUER REGULAERE AUSDRUECKE 84
3.12 WILDCARDS 86
UEBUNGEN 91
4 KELLERAUTOMATEN U N D KONTEXTFREIE SPRACHEN 95
4.1 ABLEITUNGSBAEUME 96
4.2 DAS PROBLEM DER MEHRDEUTIGKEIT 98
4.2.1 MEHRDEUTIGKEITEN IN PROGRAMMIERSPRACHEN 103
4.3 DAS PRINZIP DER TOP-DOWN-ANALYSE 106
4.4 PARSER ALS ERKENNUNGSALGORITHMEN 110
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS XIII
4.5 ARBEITSWEISE VON KELLERAUTOMATEN 112
4.6 NICHTDETERMINISTISCHE KELLERAUTOMATEN 114
4.7 KONTEXTFREIE SPRACHEN - KELLERAUTOMATEN 120
4.8 CHOMSKY-NORMALFORM 123
4.9 EINE KONTEXTSENSITIVE SPRACHE, DIE NICHT KONTEXTFREI IST . . . . 126
4.10 DIE EXTENSIBLE MARKUP LANGUAGE XML 129
4.10.1 DOCUMENT TYPE DEFMITIONS 131
4.10.2 XML-SCHEMATA 133
4.10.3 MEHRDEUTIGKEITEN IN DTDS UND XML-SCHEMATA . . . . 136
UEBUNGEN 137
5 TURINGMASCHINEN 145
5.1 ARBEITSWEISE VON TURINGMASCHINEN 146
5.2 ERKENNUNG VON SPRACHEN DURCH TURINGMASCHINEN 148
5.3 TURING-BERECHENBARKEIT 151
5.4 KOMPLEXITAETSUNTERSUCHUNGEN 154
5.4.1 KOMPLEXITAETSMASSE 155
5.4.2 DIE KLASSEN P UND NP 157
UEBUNGEN 162
LOESUNGSHINWEISE FUER AUSGEWAEHLTE UE B U N G E N 165
LITERATUR 171
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