Разработка приложений, моделирующих конечный и вероятностный автоматы

ВВЕДЕНИЕ 4
1 Теоретические основы конечных и вероятностных автоматов 5
1.1 Определение конечных автоматов и их применение 5
1.2 Определение вероятностных автоматов и сравнение с конечными автоматами 11
1.3 Описание различий в работе конечных и вероятностных автоматов 13
2 Разработка приложения, моделирующего конечный автомат 16
2.1 Анализ требований к приложению, определение его функциональности 16
2. 2 Описание алгоритма приложения 16
2.3 Тестирование разработанного приложения на практике 18
3 Разработка приложения, моделирующего вероятностный автомат 23
3.1 Анализ требований к приложению, определение его функциональности 23
3.2 Описание алгоритма приложения 23
3.3 Тестирование разработанного приложения на практике 25
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 33
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 34

Весь текст будет доступен после покупки

В современном мире информационных технологий и программирования изучение теории автоматов играет важную роль в формировании компетенций специалистов в области разработки программного обеспечения. Конечные и вероятностные автоматы представляют собой математические модели, широко применяемые для описания поведения систем, обработки информации и решения различных задач.
Целью данной работы является разработка приложений для моделирования конечных и вероятностных автоматов с целью обеспечить студентов, исследователей и специалистов в области информационных технологий эффективными инструментами для изучения и практического применения теории автоматов. Создание удобных и функциональных приложений позволит сделать процесс обучения более доступным, интерактивным и эффективным.
В рамках исследования мы будем рассматривать основные принципы работы конечных и вероятностных автоматов, разрабатывать и реализовывать необходимые алгоритмы моделирования, а также создавать графический интерфейс пользователя для удобного взаимодействия с автоматами. Результатом работы будут приложения, способствующие лучшему пониманию и практическому применению концепций автоматов в различных областях.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Теоретические основы конечных и вероятностных автоматов

1.1 Определение конечных автоматов и их применение

На протяжении нескольких десятков лет вычислительные системы успешно и активно развиваются. Теория больших систем, изучение функционирования биологических структур, исследование надежности систем, строящихся из большого числа элементов, поиски методов управления объектами, привели к развитию раздела теоретической кибернетики — теории вероятностных автоматов.
Многие части электронно-вычислительной машины, такие как аппаратное и программное обеспечение строятся на основе модели конечного автомата. Конечный автомат в программировании можно представить в виде «чёрного ящика», на входе которого имеется сигнал входного алфавита, на выходе – сигнал выходного алфавита, и сам он находится в одном из состояний, число которых конечно. Результат работы автомата определяется по его финальному состоянию. [2, c. 24]
Конечные автоматы применяются для моделирования поведения системы, которая реагирует на внутренние или внешние воздействия. Такая модель показывает состояние системы и события, которые служат причиной перехода системы в следующее состояние, не описывая поток данных внутри системы. Вот некоторые из них:
? создание программных средств отладки электронных схем компьютера;
? программирование разбиения исходного текста на различные лексические единицы в компиляторе;
? нахождение в больших объёмах текстовой информации заданных запросов или последовательности различных символов.
? программирование проверки различных систем, которые могут находиться в конечном числе различных состояний. [2, c. 25]
Автомат можно представить, как некоторое устройство (черный ящик), на которое передаются входные сигналы и снимаются выходные.
Рисунок 1.1 ¬– Устройство «чёрный ящик»
Но так как у автомата по определению существует внутренняя характеристика (состояние), то это делает «черный» ящик «серым».
Рисунок 1.2 – Устройство «серый ящик»
Конечный автомат – автомат, у которого множества значений внутренних состояний, входных и выходных сигналов конечны. [5, c. 6]

Весь текст будет доступен после покупки

1. Брауэр, В. Введение в теорию конечных автоматов: переиздание / В. Брауэр; Радио и связь. ? Москва: 2015. ? 392 с.
2. Жаркова, Г.А., Жарков А.В. Программная реализация конечных автоматов: учебнометодическое пособие / Г.А. Жаркова, А.В. Жарков; УлГУ – Ульяновск : 2011.
3. Барбасова, Т. А. Теория конечных автоматов: учебное пособие / Т. А. Барбасова, А. Е. Кудилин; Южно-Уральский государственный университет. – Челябинск: ЮУрГУ, 2014. – 118 с.
4. Федосеева, Л.И. Основы теории конечных автоматов и формальных языков: Учебное пособие / Л.И. Федосеева, Р.М. Адилов, М.Н. Шмокин; Пензинский государственный технический университет – Пенза: ПГТУ 2013. – 136 с.
5. Блюмин, С. Л. Дискретное моделирование систем автоматизации и управления : монография / С.Л. Блюмин, А.М. Корнеев; Липецкий экологогуманитарный институт. – Липецк: ЛЭГИ, 2005. – 124 с.
6. Хопкрофт, Д. Введение в теорию конечных автоматов, языков и вычислений : 2-е издание / Д. Хопкрофт; Издательский дом «Вильямс» – Москва: 2002. – 528 с.
7. Шилдт, Г. Java Полное руководство, 12-е издание / Г. Шилдт; ООО «Диалектика». – Санкт-Перербург : 2023. – 1344 c.
8. Блох, Д. Java Эффективное программирование, 3-е издание / Г. Шилдт; ООО «Диалектика». – Санкт-Перербург : 2019. – 464 c.
9. Монахов, В. В. Язык программирования Java и среда NetBeans / В. В. Монахов; Национальный открытый университет. – Москва: 2016. – 451 с.

Весь текст будет доступен после покупки