今日の技術の時代では、ハードウェアとソフトウェアの両方の分野で驚異的な発展が見られました。開発の主要な領域の1つは、ハードウェア設計の方法に見られました。とともに成長するテクノロジー、ハードウェアの概念–ソフトウェアの共同設計を実装することが可能でした。さまざまな方法が開発されています。ソフトウェアの使用ハードウェアシステムを完全に設計およびシミュレーションできます。そのような方法の1つはオートマタ理論です。オートマトン理論はコンピュータサイエンスこれは、所定の一連のステップを自動的に実行するコンピューティングデバイスの抽象的なモデルの設計を扱います。この記事では、オートマトンチュートリアルに関する簡単な情報について説明します。

オートマトン理論とは何ですか？

オートマトンという言葉はギリシャ語に由来し、「自己作用」を意味します。オートマトンは、機械の数学モデルです。オートマトンは状態と遷移で構成されます。オートマトンに入力が与えられると、遷移関数に応じて、次の状態に遷移します。遷移関数への入力は、現在の状態と最近のシンボルです。オートマトンの状態の数が有限である場合、それは有限オートマトンまたは有限状態機械。有限オートマトンは5タプル（Q、∑、δ、qo、F）で表されます。

どこ、

Q =有限の状態セット。

∑ =オートマトンのアルファベットとも呼ばれる記号の有限集合。

δ=遷移関数。

qo =入力の初期状態。

F = Qの最終状態のセット。

オートマトン理論の基本的な用語

オートマトン理論の基本的な用語のいくつかは次のとおりです-

1 。 アルファベット ：オートマトン理論の記号の有限集合はアルファベットとして知られています。文字∑で表される集合{a、b、c、d、e、}はアルファベットセットと呼ばれ、集合 'a'、 'b'、 'c'、 'd'、 'e'の文字は呼ばれます記号。

二。 ストリング ：オートマトンでは、文字列はアルファベットセット∑から取得された記号の有限シーケンスです。たとえば、文字列S = ‘adeaddadc’はアルファベットセット∑ = {a、b、c、d、e、}で有効です。

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3 。 文字列の長さ ：文字列に存在する記号の数は、文字列の長さと呼ばれます。文字列S =「adaada」の場合、文字列の長さは| S |です。 = 6.文字列の長さが0の場合、それは空の文字列と呼ばれます。

4 。 クリーネ閉包 ：これは、記号集合Σの単項演算子であり、集合Σ上のすべての可能な長さの、λを含むすべての可能な文字列の無限集合を与えます。で表されます。たとえば、集合Σ= {c、d}、∑ * = {λ、c、d、cd、dc、cc、dd、……}の場合。

5 。 クリーネ閉包 ：それは、λを除くアルファベットセットのすべての可能な文字列の無限セットです。で示されます。セットΣ= {a、d}、∑ + = {a、d、ad、da、aa、dd、…..}の場合。

6 。言語：言語は、一部のアルファベットセットΣのクリーネ閉包セット∑ *のサブセットです。言語は有限でも無限でもかまいません。たとえば、言語が集合Σ= {a、d}で長さ2の可能なすべての文字列をとる場合、L = {aa、ad、da、dd}です。

形式言語とオートマトン

オートマトン理論では、形式言語は文字列のセットであり、各文字列は記号で構成有限アルファベット集合Σに属する。以下の無限集合からの任意の文字列を含むことができる猫の言語を考えてみましょう…
ミュウ！
meww！
mewww !!……

猫の言語に設定されているアルファベットはΣ= {m、e、w 、！}です。このセットを有限状態オートマトンモデル-mに使用します。次に、モデルmによって特徴付けられる形式言語は次のように表されます。

L（m）
L（m）= {‘mew！’、 ‘meww！’、 ‘mewww’、……}

オートマトンは、閉じた形式で無限集合を表現できるため、言語の定義に役立ちます。形式言語は、私たちが日常生活で話す自然言語と同じではありません。正規言語は、正規言語とは異なり、マシンのさまざまな状態を表すことができます。形式言語は、構文などの自然言語の一部をモデル化するために使用されます。形式言語は、有限状態オートマトンによって定義されます。有限状態オートマトンには、文字列がその言語にあるかどうかを判断できるアクセプターと、その言語の文字列のみを生成するジェネレーターの2つの主要な視点があります。