计算复杂性实验指导书及实验报告.docx
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计算复杂性实验指导书及实验报告
《计算复杂性分析》
实验指导书
申进编写
适用专业:
信息与计算科学
怀化学院数学系
2012年2月
前言
通过实验,使学生加深对形式语言与自动机的基础知识的掌握。
包括正则语言与有穷自动机,上下文无关语言与下推自动机,以及图灵机的基本概念和性质。
目录
序号
实验项目名称
学时
实验类型
实验要求
1
正则语言模块
(1):
有穷自动机与正则语言.
2
验证性
必修
2
正则语言模块
(2):
正则表达式与正则文法.
2
验证性
必修
3
上下文无关语言模块:
上下文无关语言与下推自动机
2
综合性
必修
4
图灵机模块
2
综合性
必修
说明:
实验类型为演示性、验证性、综合性、设计性、研究性之一,实验要求为必修或选修。
实验一:
正则语言模块
(1):
有穷自动机与正则语言
实验学时:
2
实验类型:
验证
实验要求:
必修
一、实验目的
1.了解有穷自动机的相关算法和图形化模拟;
2.通过实验验证NFA和DFA之间的等价关系,掌握它们之间的相互转换方法。
二、实验内容
1.使用图形化模拟一台DFA,并分析指出它识别的语言。
2.利用字符串模拟功能,检验两个长度超过5的字符串,使得其中一个接受,一个拒绝;
3.参考教材52面1.16题,验证NFA和DFA之间的等价关系,掌握它们之间的相互转换方法。
三、实验原理、方法和手段
相关算法参考课程知识学习模块。
四、实验组织运行要求
采用以学生自主训练为主的开放模式组织教学。
五、实验条件
硬件:
64MB以上的内存,50MB以上的硬盘空间。
软件:
WindowsXP操作系统,PDF阅读器。
六、实验步骤
1.安装形式语言和自动机课程软件,阅读学习用户操作手册正则语言部分。
2.完成实验内容1,如下图所示:
图1.1DFAM=({1,2},{a,b},
1,{2}).
3.完成实验内容2,如下图所示:
图1.2DFA识别字符串aaabb
4.完成实验内容3,考虑带
的NFA转换成DFA。
注意事项:
(1)该软件用@表示
;
(2)该软件用a|b表示a,b在同一转移箭头上,注意与书本的差别。
实验二:
正则语言模块
(2):
正则表达式与正则文法.
实验学时:
2
实验类型:
验证
实验要求:
必修
一、实验目的
1.了解正则表达式与正则文法的定义,区别以及联系;
2.通过实验掌握RE和RG之间的相互转换方法,以及与NFA和DFA的转换方法。
二、实验内容
掌握以下转换过程和方法:
1.
(带空转移的非确定性有穷自动机)
。
2.
。
3.
。
4.
。
三、实验原理、方法和手段
相关算法以及RE和RG的概念参考课程知识学习模块以及教材相应章节。
四、实验组织运行要求
采用以学生自主训练为主的开放模式组织教学。
五、实验条件
硬件:
64MB以上的内存,50MB以上的硬盘空间。
软件:
WindowsXP操作系统,PDF阅读器。
六、实验步骤
1.输入正则表达式
,并将其转换成为相应的NFA。
注意:
(1)在该软件中,用
表示
(并运算)。
(2)所得结果与教材
的内容有差别,找到差别所在。
思考题:
习题1.6的a题。
2.任意输入一个较简单的正则表达式,转换成为等价的正则文法。
3.任意输入一个较简单的正则文法,转换成为等价的正则表达式
实验三:
上下文无关语言模块:
下推自动机与上下文无关文法
实验学时:
2
实验类型:
综合
实验要求:
必修
一、实验目的
1、了解上下文无关文法的概念以及性质;
2、通过实验掌握上下文无关文法的化简方法,掌握上下文无关文法向下推自动机的转换,
二、实验内容
1、初始化上下文无关文法;
2、初始化下推自动机;
3、上下文无关文法的化简;
4、上下文无关文法向下推自动机的转换;
5、N-PDA(以空栈方式接受语言的下推自动机)与F-PDA(以终态方式接受语言的下推自动机)的相互转换。
三、实验原理、方法和手段
相关算法以及概念参考课程知识学习模块以及教材相应章节。
上下文无关文法的化简方法参见相应的PPT。
四、实验组织运行要求
采用以学生自主训练为主的开放模式组织教学。
五、实验条件
硬件:
64MB以上的内存,50MB以上的硬盘空间。
软件:
WindowsXP操作系统,PDF阅读器。
六、实验步骤
1.初始化上下文无关文法,有两种方式选择:
●打开文本文件的方式
●自行录入文法
(1)请将教材P68例题2.7中的文法用文本文件的方式输入;
(2)请自行录入文法
2、初始化下推自动机;
3、上下文无关文法的化简;
利用菜单栏和工具栏的化简功能,对第一步输入的文法进行化简操作。
4、上下文无关文法向下推自动机的转换;
5、N-PDA(以空栈方式接受语言的下推自动机)与F-PDA(以终态方式接受语言的下推自动机)的相互转换。
第4步和第5步在前面操作的基础上使用相关的菜单按钮(如下图所示)
怀化学院数学系实验中心
《********》实验报告
实验序号:
实验项目名称:
学 号
姓 名
年级、班
实验地点
指导教师
实验时间
一、实验目的及要求
二、实验设备(环境)及要求
三、实验内容与步骤
四、实验结果与数据处理
五、分析与讨论
六、教师评语
签名:
日期:
成绩
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 计算复杂性 实验 指导书 报告