Moed B + solutions
Transcription
Moed B + solutions
אוטומטים ושפות פורמליות מבחן מועד ב' תשע"א 23.02.2011 פרופ' יעקב הל-אור מספר ת.ז______________________________: מספר מחברת_________________________: שאלה 1 2 3 4 סה"כ ניקוד /25 /25 /25 /25 /100 הנחיות: .1משך הבחינה 3שעות .2יש לענות על דפים אלו בלבד ואין לחרוג מהמקום המוקצה לכל תשובה .יש לענות בכתב יד קריא וברור .תשובה שאיננה קריאה תפסל! .3המבחן עם חומר סגור .דף סיכום מצורף. .4מותר להסתמך בתשובותיכם על טענות שהוכחו בכתה או טענות שמצורפות בדף הסיכום. .5שימו לב :אין צורך ולא כדאי ל"המציא" תשובות .במידה ואינכם יודעים תשובה על סעיף מסויים ניתן לכתוב "אינני יודע" ולקבל 02%מהניקוד עבור הסעיף .תשובה לא נכונה לא תקבל ניקוד כלל. בהצלחה! שאלה 25( 1נקודות) השלם את הטבלה הבאה ,סמן בכל כניסה בטבלה נכון ( )או לא נכון ( .)xאין צורך לנמק! איננה חסרת הקשר חסרת הקשר רגולרית V V }{w | w is not a palindrom V V } {an(a+b)m | m0, and n is a prime number }|{vb*w | v{a,b}*, w{b,c}* and |v|=|w } ){ 0i1j0k | kmax(i,j V V 1 שפה V } |{xy | x,y{a,b}* and |x|=|y A. w is not a palindrom can be expressed (over ={0,1}) as k02n1k or k12n2k each of which can be easily defined by a CF grammar. B. The language {an(a+b)m | m0, and n is a prime number} is eventually a(a+b)* C. Can be defined by the CFG: SASB | C ; Aa | b ; Bb | c ; CbC | D. Non CFL. Can be shown by the pumping lemma for CFL using the word w=0p1p1p (we solved in class a similar problem). E. ()* ) נקודות25( 2 שאלה .)לכל אחת מהטענות הבאות קבע אם נכון או לא נכון ונמק בקצרה (במקום המוקצה לכך בלבד . נק' לנימוק3- נק' יינתנו לאבחנה נכונה ו3 ,בכל טענה היא שפה המכילה את כל תתי המיליםsubs(L) ( ז"אsubs(L)={y | xyzL } : נגדירL עבור שפה.א . היא בהכרח ח"הsubs(L) היא שפה ח"ה אזיL אם.)L שבשפה :נימוק לא נכון/נכון True. Proof: Apply a CF substitution F()=’. Intersect with the regular language ’**’* Apply a CF substitution G(’)= . שפה המקיימת את לימת הניפוח עבור שפות ח"ה ניתנת לזיהוי ע"י אוטומט מחסנית.ב :נימוק לא נכון/נכון Wrong. LCFL L satisfies the pumping lemma for CFL, but not vice versa. . רגולריתL1 אזיL1L2=L4 וגםL1L2=L3 הן שפות רגולריות ומתקייםL2, L3, L4 אם השפות.ג :נימוק לא נכון/נכון True. L’=L3-L2 is regular (closure of RL under subtraction). L1=L’L4 is regular (closure of RL under union) כך שמתקייםC וקיים אוטומט מינימלי,(DFA) הם אוטומטים דטרמניסטייםB - וA אם שני אוטומטים.ד ) X | מציין מספר המצבים באוטומטX| ( |C||A|*|B| אזי, L(C)=L(A)L(B) :נימוק לא נכון/נכון True. C can be built by the product automaton of A and B which has |A|*|B| states. Since C is minimal |C| |A|*|B| 2 ) נקודות25( 3 שאלה במידה. לכל שפה מהשפות הבאות קבע אם היא שפה רגולרית או ח"ה. ={a,b } השפות הבאות מוגדרות מעל ובנה דקדוק או אוטומט מחסנית, במידה ולא רגולרית הוכח זאת.)NFA( ורגולרית הוכח בעזרת בניית אוטומט .שמזהה את השפה L1={w | x,y* s.t. xy=w | #a(x) - #b(x) | 2 } .a .2- בכל רישא של המילה קטן או שווה לb- ומספר הa- המקיימות שההפער בין מס' ה* כל המילים מעל,ז"א L1 is a regular language: L2={w | x,y* s.t. xy=w | #a(xy) - #b(xy) | 2 } .b L2 is CFL. Proof: by applying the pumping lemma for CFL on w=an+2bn Grammar: S E | EaE | EbE | EaEaE | EbEbE ; E EaEbE | EbEaE | L3={w | x,y* s.t. xy=w | #a(x) - #b(y) | 2 } .c .2- בסיפא קטן או שווה לb- ברישא לעומת מספר הa- הפער בין מס' ה, המקיימות שבכל רישא* כל המילים מעל L3 is regular (when the prefix is , no more than 2 b’s in the word are permitted. Similarly, when the prefix is , no more than 2 a’s in the word are permitted). The FA is : 3 ) נקודות25( 4 שאלה L(A)=L :L ( המזהה אתDFA) A ואוטומט מינימליL={1n | n>0 and (n mod 1000)=0} נגדיר שפה 10 הגדר מהן מחלקות השקילות מסדר.) הוא המצב ההתחלתיq0 (כאשר’(q0,1k)=qk נגדיר כי.a .(10-equivalence) A של מצבי E10={ {q0,q1,..,q989},{q990},{q991},…,{q1000}} .? הוכחA כמה מחלקות שקילות יש לאוטומט.b There are 1001 equivalenct class in A. Proof: Denote by K the number of equivalent class in A. If K>1001, there must be i>1 such that, two states qi and q1000+i are in two different equivalent class. However ’(qi,1k)F (1i+k mod 1000)=0 (11000+i+k mod 1000)=0 ’(qi+1000, 1k)F qi and q1000+i are in the same equivalent class contradiction K1001. If K<1001, there must be 1000i,j0 and ij, such that qi qj . However ’(qi,11000-i)F while ’(qj,11000-i)F qi and qj are not equivalent contradiction K 1001 and K1001 K=1001. QED. ?A מה מספר המצבים באוטומט.c Since A is minimal, A has 1001 states (=number of equivalent classes) 4