Acti_6

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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD

Nombre 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.

ENERO DE 2012






Temát icas rev isadas: Segunda Unidad Capítulos Temas II. LENGUAJESINDEPENDIENTESDEL CONTEXTO

4. Conceptos Generales 16. Gramáticas Regulares17. Gramáticas Regulares y LenguajesRegulares18. Gramáticas Independientes delContexto19. Formas Canónicas para lasGramáticas Independientes del Contexto20. Formas Normales

5. Autómatas a Pila 21. Definición de Autómata con Pila22. Diseño de Autómatas con Pila23. Combinación Modular de Autómatascon Pila24. Autómatas con Pila y LenguajesLibres de Contexto25. Relación entre los Autómatas de Pilay Lenguajes Libres de Contexto

6. Propiedades deLenguajes Independientesde Contexto

26. Lema de Bombeo.27. Propiedades de Clausura de losLenguajes Libres de Contexto28. Algoritmos de Decisión para losLenguajes Libres de Contexto29. Algoritmos de Pertenencia30.Problemas Indecibles para LenguajesLibres de Contexto

INTRODUCCIÓN:

Los lenguajes independientes del contexto que también se conocen con el nombre de gramáticde contexto libre son un método recursivo sencillo de especificación de reglas gramaticales con que se pueden generar cadenas de un lenguaje.

Es factible producir de esta manera todos los lenguajes regulares, además de que existen ejempsencillos de gramáticas de contexto libre que generan lenguajes no regulares. Las reggramaticales de este tipo permiten que la sintaxis tenga variedad y refinamientos mayores que lrealizados con lenguajes regulares, en gran medida sirven para especificar la sintaxis de lenguajde alto nivel y otros lenguajes formales.

OBJETIVO GENERAL:

Conocer los modelos de computación que corresponden a los lenguajes independientes dcontexto 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.






METODOLOGÍA: Las sesiones son desarrolladas en forma teórica, La estrategia de aprendizajeutilizar será el Aprendizaje colaborativo.

Porque aprendizaje colaborativo?

El desarrollo de las actividades de aprendizaje está basado en el aprendizaje colaborativo comuna estrategia de aprendizaje y de trabajo de grupo que es usado en los cursos que se ofertan el campus virtual de la UNAD, se requieren estas características para realizar un trabajo realmenefectivo. Participación: el potencial de un grupo de aprendizaje se maximiza cuando todos 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 influenciaexperiencia de aprendizaje y los logros de los miembros del grupo.

Procesamiento Grupal y Análisis de Rendimiento: existe procesamiento grupal cuando el grudiscute sus progresos y decide si continúa con su comportamiento o lo cambia. Para ello lestudiantes deben evaluar individual y colectivamente sus rendimientos.

Formación de los grupos colaborativos : Los Grupos están conformados por 5 estudiantes quesistema en el momento del ingreso al curso académico los selecciona, es de anotar que este gruestá definido para desarrollar todo el curso académico y no es factible el cambio de grupo, esproceso fomenta deliberadamente la diversidad mezclando los estudiantes con diferente nivsexo, origen, estilo de aprendizaje, etc. Aunque esta distribución no toma en cuenta la opinión cada estudiante si pretende que se conserve dentro del equipo la pluralidad para potenciar calidad, la cantidad y la velocidad de aprendizaje.

Organización los Grupos colaborativos: Los equipos luego de la distribución aleatoria que hael sistema deben organizarse en este pequeño grupo obviamente con el compromiso de trabajade desempeñar algunos roles o funciones básicas, que son indispensables para el desarrollo deactividad.

Una distribución de funciones básicas que se propone y debe ser definida una vez se hay“conocido” los integrantes del grupo, es la siguiente (coordinador, relator, animador, técnicosupervisor) aunque los estudiantes pueden crear las funciones que consideren más adecuadas. cada unidad de aprendizaje del curso los estudiantes deben elegir un coordinador del equipo quesu vez, distribuye el resto de funciones entre sus compañeros. Cuando comienza una nueva uniddeben volver a elegir un coordinador pero de tal forma que nadie repita un cargo hasta que tod

han pasado ya por ese cargo. La idea es que todos aprendan a ser responsables de todas lfunciones 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 dequipo es el hecho de que se sientan parte del equipo en el cual van a trabajar durante todo semestre, para ello cada grupo deberá ponerse de acuerdo para desarrollar una primera actividgrupal, que está planteada en el foro general del curso, deberán elaborar una presentacimultimedia que debe contener un acta de conformación del grupo, un nombre para el equipo,






logo distintivo del grupo y la redacción de texto en donde el equipo se presenta a sus compañerexplicando sus puntos fuertes y débiles.

¿Cómo organizar su trabajo?: En este punto cobra relevancia e importancia el uso del wiki com

elemento para compartir toda la información del grupo y registrar los aportes de cada uno de lintegrantes del grupo, si es decisión del grupo no usar el wiki, pueden realizar sus aporte por el focolaborativo de cada práctica en los temas de trabajo individual y trabajo grupal.

Para la organización del trabajo a desarrollar el proceso es el siguiente:

• Planificación: Se deben repartir las funciones entre los componentes del grupo colaboratiy planificar el trabajo. Para ello elaboraran un "Plan de Acción" que es un documento en procesador de palabras en donde mostrarán el organigrama del equipo, la organización dtema en donde se escriba que saben sobre el tema, que desean aprender y cómo vanbuscar la información (Desarrollo de la practica en el Cead, Bibliotecas, en la Red, hacien

entrevistas a especialistas, etc.), el diagrama de flujo del proyecto y el calendario actividades. Este Documento debe ser enviado al foro de trabajo colaborativo pacompartirlo con el grupo y con el tutor en el TEMA de producción del grupo.

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

Producto esperado a entregar:

El producto es un documento que debe cubrir todos los puntos de la rúbrica de evaluación y deser elaborado en un procesador de palabras (openoffice write o Microsoft Word.) para luego sconvertido 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 agrupo 103, entonces el archivo a enviar es:

103_col2_carlos_amaya.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• ·Objetivos (General y Específicos) que pretenden alcanzar con el desarrollo de la actividad• Descripción general del trabajo. Desarrollo de cada uno de los puntos enunciados

continuación.• Bibliografía acorde a las Normas APA Rev 5.

2. LOS ARCHIVOS GENERADOS POR EL SIMULADOR:

Para los ejercicios 1,2,3 y 4 : Deben incluir los archivos que genera el simulador. (asignandnombres acorde al ejercicio)Ejemplo: Para el ejercicio 1: ejercicio1.jff (si fue generado con JFLAP)

Exitos.

Cordialmente. Ing. (Msc) Carlos Alberto Amaya Tarazona






EJERCICIOS A DESARROLLAR:

1. Calcular el autómata mínimo correspondiente al siguiente autómata.

ACTI VI DADES ANTES DE MI NI MI ZAR.

1. Identifique los componentes del autómata (que tipo de t up l a es)2. Identifique la tabla de transición

Cada fila la corresponde a un estado q ∈ QEl 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 δ

3. Identifique el lenguaje que reconoce y las posibles cadenas4. Encuentre la expresión regular válida. (compruebe una cadena válida de esa expres

regular en el simulador). Identifique sus componentes

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






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

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

6. Realice el árbol de Derivación de esa gramática

Un árbol ordenado y etiquetado es un árbol de derivación para una gramática libre de contexto

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

8. Si el árbol de transición es demasiado grande, a su criterio seleccione una regla en la qse detenga por cualquier rama (izquierda o derecha) y plásmelo hasta ahí.

ACTI VI DADES PARA EL EJERCI CI O A MI NI MI ZAR O YA MI NI MI ZADO:

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

hacer).13.Compruebe una cadena válida para esa expresión regular.

14.Identificar el lenguaje que reconoce y las posibles cadenas.15.Identificar su gramática. Demuéstrela para una cadena válida del autómata.16.Expresarlo o graficarlo con su respectivo diagrama de Moore.17.Identificar sus tablas de Transición (plasmarlas)18.Plasmar los pasos de minimización en el simulador y capturar los procesos en imáge

para ser documentadas en el texto.

Cada Ítem debe ser justificado, para ello lo pueden hacer con su interpretación matemática o cosimulador que le genera todas las respuestas.

No dejen a última instancia para realizar el trabajo, ya que no se les podrá dar el apoyo académ

oportuno.

2. Construya el autómata de Pila Correspondiente

Diseñe un AP que acepte exactamente el Lenguaje con palabras de la forma a n b n pcualquier número natural n .

19. Grafíquelo en JFLAP y realice el “Traceback” para las transiciones. (Las columnas para






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

20. Plasme las imágenes y capturas en el documento. (Documente el proceso)21. Muestre el diagrama correspondiente de estados.

3. Construccion de Autómatas

Para el siguiente Autómata denotado como:A

2= (E = {1,2,3}, Q = {q

1, q

2, q

3}, f, q

1, F = {q

2} ) donde f vine dada por la siguiente tab

de transición:

22. Corrija la tabla de transición identificando los estados de aceptación válidos.

23. Realice el diagrama de Moore correspondiente en el simulador y plásmelo en el trabajo.

24. Identifique en el simulador el lenguaje que reconoce el autómata del ejercicio

25. Justifique que tipo de Autómata es 8tenga en cuenta todas las variables a tener en cuepara calificar un autómata o para clasificarlo como tal).

26. La expresión regular para el autómata (Autómata finito) es: (Justifíquela )

i. ( 1 | 2)*

1,2,3

ii. ( 1,2 | 3)*

1

iii. ( 1 | 2)*

3

iv. ( 1 | 3)*

2






4. Gramáticas

Sean L1 el lenguaje generado por la gramática G 1 y L 2 el lenguaje generado por la gramática G 2

S → xABy

A → xzS | B

B → yz | λ

S → xAyzy | xAy

A → xzS | yz | λ

Gramática G1

Gramática G2

27. Escriba la gramática de forma general (sin comprimir).28. Justifique si las gramáticas son idénticas o no29. Justifique si las gramáticas generan o no el mismo lenguaje30. Identifique y demuestre la palabra generable común tanto por la Gramática 1 como por la

Gramática 2. (Use el simulador para verificarla).Para justificar sus respuestas puede apoyarse en la simulación que le dé el software JFLA

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