Overordnede kursusmål
De studerende lærer at anvende de centrale modeller der bliver
introduceret i løbet af kurset og at bruge software værktøjer
relateret til disse formalismer.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- anføre forskelle i udtrykskraft af de præsenterede formelle
modeller
- tolke betydningen af en given beskrivelse i en formel model
(f.eks. automater, grammatiker, semantikker)
- udlede en beskrivelse i en formel model (f.eks. automater,
grammatiker, semantikker) for en ønsket egenskab eller opførsel
givet som en tekstuel beskrivelse
- oversætte til en anden model (f.eks. regulære udtryk til
NFA)
- ændre en given beskrivelse svarende til et givet kriterie
(f.eks. fjernelse af ubrugelige produktioner, tilføjelse af
sprogkonstruktioner)
- anvende udvalgte værktøjer relateret til de formelle modeller
(f.eks. lexere, parsere)
- afgøre om en beskrivelse i en formel model opfylder en givet
egenskab
- udlede egenskaber ved at anvende bevisstrategier (f.eks.
matematisk induktion, givne sætninger)
- vælge formelle modeller der kan være nødvendige eller nyttige
ved løsning af et givent problem
- opnå kursets mål som del af en gruppe, mens det individuelle
ansvar opretholdes
- kommunikere sine konstruktioner og løsninger på en klar og
præcis måde
Kursusindhold
Kurset omfatter to emner:
(1) Formelle sprog og deres brug til at beskrive syntaks. For
regulære sprog behandles deres sammehæng med endelige automater,
praktiske anvendelser (fx søgning, leksikalsk analyse) og nogle
væsentlige teoretiske resultater (herunder lukketheds- og
afgørlighedsegenskaber). For kontekstfri sprog behandles en række
anvendelser (til parsing af programmer, dokumenter og formateret
data) sammen med en kort indføring til stakautomater og deres
sammenhæng med kontekstfri sprog.
(2) Formelle metoder og deres brug til både modellering og analyse
af IT systemers egenskaber. Herunder semantik og fortolkning,
programanalyse, sikkerhedsanalyser, og modeltjek. Systemerne på
FormalMethods.dk
bruges til at understøtte indlæringen.
Kurset involverer praktisk brug af forskellige værktøjer, og de
studerende skal løse både teoretiske og praktiske opgaver, som
integrerer kursets to emner.
Litteraturhenvisninger
(1) "Introduction to Automata Theory, Languages, and
Computation", af John E. Hopcroft, Rajeev Motwani, Jefrey D.
Ullman, Third Edition, Addison-Wesley, 2007.
Kursusbogen "02141: Automata Theory and Languages"
udvalgt af Hanne Riis Nielson indeholder de nødvendige kapitler.
(2) "Formal Methods - An Appetizer" af Flemming Nielson
og Hanne Riis Nielson, Springer, 2019. Videoer på YouTube kanalen
FormalMethodsDK.
Bemærkninger
Kurset gives på engelsk.
Sidst opdateret
26. april, 2020
