Grafische Interaktionssysteme/ dynamische Visualisierung des endlichen Automaten

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1 Sprachliche Informationsverarbeitung HS Intelligente Systeme Prof. Dr. J. Rolshoven (WS 06/07) Grafische Interaktionssysteme/ dynamische Visualisierung des endlichen Automaten Referentin: Melinda Möller Automaten Automaten: idealisierte abstrakte Rechenmaschinen, die zu einem gegebenen Wort x entscheiden, ob x zu einer Sprache L, sprich: der vom Automaten akzeptierten Sprache, gehört. Beschreibung eines Automaten: Eingabe, Ausgabe; interne Struktur des Automaten - Zustand zu einem gegebenen Zeitpunkt - Art und Weise der Zustandänderung Endliche Automaten Endliche Automaten erkennen reguläre Sprachen (Typ-3 Grammatiken) Wiederholung Typ-3 Grammatik L:={ ab 2m m 1} G:=(V T, V N, S; P) V T :={ a,b } V N :={ S, A, B } P: (i) bei Typ-3 Grammatiken muß rechts vom Pfeil genau 1 terminales und höchstens ein Nonterminales Symbol stehen. (ii) (iii) (iv) 1

2 Ableitungsbaum von ab 4 L:={w} ist regular Veranschaulichung endlicher Automat: a b a b b Eingabeband Lesekopf, bew. sich zeichenw. von links n.rechts q o Zustand dazu gehört noch: "Regelwerk" für Zustandsänderung Definition: Ein (deterministischer) endlicher Automat ist ein Quintupel. =Ansamml. von 5 Objekten M= (K, 3, q 0, F) K: Zustandsmenge < (Menge der Zustände ist endlich) 3: 3 < [so was wie V T ] q 0 : Anfangszustand, q 0 K [ so was wie S ] F: Endzustände, F d K F kann auch K sein Teilmenge Zustandsüberführungsfunktion: : K x 3 aus jetzigem Zustand u. dem gerade gelesenen Zeichen bereche Folgezustand 2

3 Eingabeband: a b a b b q 0 Lesekopf Def.: Eine Situation des endlichen Automaten M ist ein Tripel (x,q,y) 3* x K x 3* mit: x: Zeichenkette links vom Lesekopf q: momentane Zustand y: der noch zu lesende Anteil des Eingabewortes Bsp.: (ε, q 0, ababb) (a,q 1, babb) leere Kette " " = liefert folgende Situation " *" = interierte Folgesituation (wobei q 1 = δ (q o,a)) Bsp.: L= {ab 2m m 1} hierfür wollen wir jetzt einen Automaten bauen 3:= {a,b} Menge aus K:={ q 0,...,q 4 } Werte werden zum Schluß eingesetzt, müssen ja erst berechnet werden F:={ q 4 } δ: q σ a b man ließt: δ von q 0 und a= q 1 etc. q 0 q 1 q 2 q 1 F ; q 2 F ; q 3 F q 1 q 2 q 3 q 2 q 2 q 2 q 3 q 2 q 4 q 2 = erste Buchstabe b ; dann kann ich immer in q 2 bleiben, da Wort eh schon falsch anfängt q 4 F weil: ich habe endlich abb gelesen q 4 q 2 q 3 3

4 : Zustandüberführungsgraph: w:= abbbb: (ε,q 0, abbbb) (a,q 1,bbbb) (ab,q 3,bbb) (abb,q 4,bb) (abbb,q 3,b) (abbbb,q 4,ε) vg. g 4 F ist w L(M) = L Bsp.: M:= (K q 0 K), L(M Automat der Automat akzeptiert jedes Wort, weil F=K Bsp.: L:= {ba n b 1} {a,b} Sprache Menge aus : Zustandüberführungsgraph: 4

5 : a b q 0 q 1 q 2 q 1 q 1 q 1 q 2 q 3 q 1 q 3 q 3 q 4 q 4 q 1 q 1 Satz(Kleene): Sei ein Alphabet. Ld ist genau dann eine reguläre Sprache, wenn es einen endlichen Automaten gibt, der diese Sprache akzeptiert. L(M)=L. Javascript von Sun Microsystems und Netscape entwickelt (1995) und unter dem Namen Live Script auf den Markt gebracht später, weil Live Script hauptsächlich für die Implementation von Java-Applets verwendet wurde und aus Marketinggründen in Java Script umbenannt der Client (Webbrowser, und nicht das Betriebssystem) interpretiert Javascript (es ist aber serverseitiges Scripten möglich!) Vorsicht: Nicht alle Browser unterstützen alle Funktionalitäten von JS Script wird zw. html-quelltext geschrieben <script> ---- </script> oder in externer Datei ausgelagert (*.js) JS verwendet keine Klassen, sondern Objekte als Prototypen Anwendungsgebiete Validierung von Formulareingaben vor dem Absenden Rollover-Grafiken Banner, Laufschriften dynamische Manipulation von Websiten über DOM (Document Object Model) Dynamische Websites können bei jedem Besuch anders aussehen erhalten ihre Dynamik über client- und/oder serverseitige Scipts serverseitige Scripts: browserabhänging Script wird direkt auf dem Server ausgeführt und erzeugt dabei html, welches dann an Client gesendet wird (einfachster Fall: Datumsanzeige) wichtige Funktion: Kommunikation mit einem Datenspeicher (Textdatei, 5

6 xml-dokumente,datenbank) Eine dynamsiche Webseite ist dadurch gekennzeichnet, dass ihr Inhalt in dem Augenblick festgelegt wird, indem sie beim Webserver angefordert wird. Hierbei wird ein vom Webserver bereitgestelltes Programm aufgerufen, welches Parameter vom Aufruf entgegennehmen kann. Für dieses Vorgehen bedarf es einer leistungsstarken Schnittstelle zwischen dem Webserver und dem Programm, welches die http-anfrage beantworten soll. (Goll,Weiß,Müller Java als erse Programmiersprache:728) Dynamische Erzeugung von Webseiten durch Servlets àservlet Engine Tomcat, Apache Webserver (open source) Anfordern einer dynamisch erzeugten Webseite (Goll,Weiß,Müller:732) 6