ISTG - RICM - 1ère année

Automates et Langages

 

L'équipe pédagogique :

Eugène Asarin : Professeur à l'Université Joseph Fourier à l'UFR IMA, Laboratoire VERIMAG, Chargé de cours et de TD
Magali Lavandier : Chargée de TD
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Horaires et salles:

Cours : Mardi après-midi , 17h -18h30, salle 101 à l'ISTG

TD :
             Groupe 1: vendredi, 16h15-17h45, Salle 313 à l'ISTG
             Groupe 2: jeudi, 11h30-13h, Salle F213 à l'IMA (sur le campus)

Références:

J. Hopcroft, J. Ullman, Introduction to Automata Theory, Languages and Computation, Addison-Wesley, 1979.

Cl.Benzaken, Systèmes Formels, Masson, 1991.

 

Informations et notes de cours

Semaine 1 : Introduction du module

Automates comme le modèle de base de systèmes informatiques.
Théorie de langages (TL): alphabet, mot, langage.
Théorie d'automates (TA): automate déterministe.

Feuille de TD1

 

Semaine 2: Automates deterministes et indeterministes

TA: calculs et langages acceptés d'automates déterministes. Automates indéterministes, leurs calculs et langages. Théorème de déterminisation.

Feuille de TD2 TA: élimination de epsilon-transitions.

 

Semaine 3: Quelques démonstrations, algorithmes et programmes

TA: Algorithme de déterminisation et la preuve de sa correction. "Epsilon-automates" et l'algorithme d'élimination d'epsilon-transitions.

Feuille de TD3 : un peu de programmation.

 

Semaine 4: Expressions régulières, théorème de Kleene

TL: opérations sur les mots et les langages. Expressions régulières et leur sémantyque. quelques identités.

TL+TA. Théorème d'equivalence d'expressions régulières et d'automates finis (Kleene): énoncé, algorithme de synthèse de l'automate pour un langage défini par une expression régulière.

TL : Equations sur les langages et leurs solutions.

Feuille de TD4 : expressions régulières, équations et systèmes d'équations

 

Semaine 5 : Langages réguliers

TL+TA. Théorème de Kleene (suite et fin): méthode pour trouver l'expression régulière à partir d'un automate (en utilisant les équations)

TL : Caractérisations différentes de langages réguliers. Propriétés de fermeture de la classe de langages réguliers - opérations sur les langages et sur les automates

Feuille de TD5 : de l'automate vers l'expression régulière, opérations sur les langages

 

Semaine 6 : Repos et révisions

Pas de cours. TD: révisions.

 

Semaine 7 : Langages réguliers et non-réguliers

TL+TA : Propriétés de fermeture de la classe de langages réguliers - opérations sur les langages et sur les automates - suite et fin. Produit des automates et son sens informatique. Coût des opérations sur les automates.

Lemme de gonflement. Langages non-réguliers et démostration de leur non-régularité

Feuille de TD7 : opérations sur les langages, produits des automates, langages non-réguliers.

 

Semaine 8 : Minimisation

TA : Construction de l'automate minimal. Un algorithme plus concret.

Feuille de TD8 : minimisation.

 

Semaine 9 : Myhill-Nerode et quelques algorithmes

TA : Théorème de Myhill-Nerode

Bilan sur les langages réguliers: représentations, opérations, algorithmes de décision.

TD9 - une interrogation écrite : sujet, corrigé de l'exercice 4

 

Semaine 10 : Grammaires

TL : Les grammaires et leurs langages engendrés. Types de grammaires : hiérarchie de Chomsky.

TL+TA: Langages réguliers = langages de grammaires régulières

Feuille de TD10 : grammaires.

 

Semaine 11: Induction

Définition d'un ensemble par un schéma d'induction. 

Feuille de TD11 : encore une fois - lemme de gonflement. Schémas d'induction, dérivation, arbre de derivation, ambiguité.

 

Semaine 12: Induction

Dérivation, arbre de derivation. Ambiguité. Définition d'une fonction par récursion structurelle.  Problèmes de consistance et complétude. Raisonnement par induction structurelle. Quelques mots sur le "principe d'oignon".

Feuille de TD12

 

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