Introdução as Máquinas de Autômatos

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1 Faculdade de Engenharia da Computação Disciplina: Autômatos e Linguagens Formais Introdução as Máquinas de Autômatos Site : Prof. Responsáveis Wagner Santos C. de Jesus 1

2 Conceito de Autômatos 2

3 Histórico de Autômatos O primeiro conceito similar aos autômatos foi proposto por McCulloch e Pitts em Modelo esse que foi produzido na busca por estruturas mais simples para reprodução de maquinas. 3

4 Teoria dos Autômatos Um Autômato normalmente é definido como um conceito matemático abstrato, mas devido à seu fator determinístico, pode ser implementado por intermédio de hardware e Software para solução de diversos problemas específicos. 4

5 Conceito Geral: Autômatos São máquinas que permitem reconhecimento de palavras ou cadeiasdecaracteres. 5

6 Conceito Específico É mais comumente descrito como máquinas que se movem sem a ajuda de eletricidade, especialmente aquelas que realizam ações que lembram humanos ou animais, como é o casodocucodeumrelógiodeparede. 6

7 Teoria da Computação Formalmente, um autômato é definido como sendo um modelo matemático de uma máquina de estados finitos. ( Σ V ) Variação do Alfabeto da Gramática Alfabeto que compõem a gramática 7

8 Gramáticas Um conjunto finito não vazio de símbolos terminais. Gramática(Linguagem). (ABCDE) 8

9 Gramática livre de contexto O conjunto de uma gramática é o alfabeto sobre o qual as palavras da linguagem desejada são formadas. Também conhecido como símbolos terminais. Exemplo: G=(M,V,S,P) M => Gramática V => Alfabeto não terminal S => Símbolo inicial P => Conjunto de produções da gramática 9

10 Ferramentas Simuladores de autômatos : Turing sworld, JFLAP, VAS, TAGS, SimStudio SA (*) Universidade de Uberaba 10

11 Aplicações de Autômatos Desenvolvimento de Robôs; Processos de Inteligência Artificial; Reconhecimento de Caracteres; Aceitação e validação de dados previamente definidos; Desenvolvimento de Expressões Regulares; Desenvolvimento de API s Criação de compiladores e Interpretadores 11

12 Conceito de Linguagem de Programação (LP) 12

13 Conceito de Linguagem de Programação É um conjunto de regras sintáticas e semânticas usadas para definir um programa de computador. 13

14 Mecanismos de Hardware 14

15 Classificação das Linguagens de Programação Linguagens aplicativas, ou de aplicação; Linguagens concorrentes, distribuídas e paralelas; Linguagens de fluxo de dados; Linguagens de montagem e de macro; Linguagens de microprogramação; Linguagens não determinísticas; Linguagens não procedurais; Linguagens orientadas a objeto; Linguagens de Altíssimo nível 15

16 Estrutura de Tipos Estaticamente Tipada Dinamicamente Tipada 16

17 Composição de um Autômato 1. Estados 2. Símbolos do Alfabeto 3. Estado Inicial 4. Estado Final 5. Linguagem reconhecida: cadeias de dígitos binários terminadas obrigatoriamente por umdígito1. 17

18 Função de uma LP Algoritmo Mundo Externo Linguagem de Programação Aplicativo Sistema Operacional Processador 18

19 Definição de Linguagem de Programação 19

20 Definição Uma linguagem de programação é um método padronizado para comunicar instruções para um computador. É um conjunto de regras sintáticas e semânticas usadas para definir um programa de computador. Permite que um programador especifique precisamente sobre quais dados um computador vai atuar, como estes dados serão armazenados ou transmitidos e quais ações devem ser tomadas sob várias circunstâncias. 20

21 Definição de uma linguagem de programação Declaração de variáveis locais; Comando de atribuição; Comando de impressão; Comando de leitura; Comando de termino de método e retorno de valor; Comando de seleção; Comando de repetição; Comando de interrupção de laço. 21

22 Característica principais de uma LP Sintaxe Semântica Pragmática 22

23 Exemplo de Características de uma LP Sintaxe program simples var x : integer := 3 Begin Semântica x := x + 5 end. Pragmática =? Significado Formato da Escrita Raciocínio Lógico 23

24 Grafo sintático (Atribuição) lvalue = alocexpression expression 24

25 Grafo sintático (Condição) if ( expression ) statement else statement 25

26 Grafo sintático (Repetição) for ( ) atribstart atribstart ; ; expression statement 26

27 Grafo de Entrada e Saída Entrada Read lvalue Saída Print expression 27

28 Mercado das Linguagens de Programação Cientifico Comercial 28

29 Processamento de Dados Comercial : E P S 29

30 Processamento de Dados Científica : E P S 30

31 Classificação da LP Genéricas Específicas 31

32 Genérica Possibilitam o desenvolvimento para qualquer tipo de aplicação. (Cientifica e ou Comercial). Exemplo (Java, C++, C# e Basic) 32

33 Específica Possibilitam o desenvolvimento para qualquer um tipo de aplicação. Exemplo (Php, ActionScript, CSS e HTML) 33

34 LP Compiladas ou Interpretadas 34

35 Compilador Programa Compilador Arquivo - Máquina 35

36 Interpretador Programa Interpretador Execução Programa 36

37 Componentes de um Compilador Analisador léxico; Analisador sintático; Analisador semântico; Gerador de Código. 37

38 Origem de Algumas Linguagens 38

39 Criador da LP (Pascal) Criada Tendo em mente encorajar o uso de código estruturado. Niklaus Wirth 1970 (Suiço) 39

40 Exemplo Programa Pascal programsoma_pares; usescrt; varsuperior, soma, num: integer; begin soma:=0; write('entre com o limite superior'); readln(superior); end. num:=2; repeat soma:=soma+num; num:=num+2; until(num > superior); writeln('a soma dos números pares de 2 até ', superior,' é ', soma); readln; 40

41 Os criadores da linguagem C Linguagem criada para desenvolvimento do kernell do sistema operacional Unix Ken Thompson e Dennis Ritchie (da esquerda pra direita) 41

42 main(){ Exemplo de Programa C int superior, soma, num, i; soma = 0; printf("entre com limite Superior:"); scanf("%d",&superior); num = 2; do { soma += num; num += 2; } while(num <= superior); } printf("soma dos numeros pares de 2 ate %d = %d\n",superior,soma); printf(" fim "); intd; scanf("%s",&d); 42

43 Desenvolvida na década de 90 por uma equipe de programadores chefiada por James Gosling, na empresa Sun Microsystems. Os mentores do projeto eram Patrick Naughton, Mike Sheridan, e James Gosling. A Linguagem Java Programador Canadense Foto

44 Exemplo de Programa Java import java.util.scanner; public class Somapar{ public static void main(string args[]){ int superior, soma, num, i; soma = 0; Scanner entrada = new Scanner(System.in); System.out.println("Entre com limite Superior:"); superior = entrada.nextint(); num = 2; do { soma += num; num += 2; } while(num <= superior); } System.out.printf("Soma dos numeros pares de 2 ate %d = %d \n",superior,soma); } 44

45 Exemplo de Microcontrolador #include <8051.h> void main(void) { while(true) { if(p1_0 == 1) { P2_0 = ~P2_0; } } } 45

46 Exemplo de Linguagem para Desenvolvimento de Jogos 46

47 Exemplo ActionScript onclipevent(enterframe) { if(key.isdown(key.right )){ _root["atirador"]._x+=10 } if(key.isdown(key.left )){ _root["atirador"]._x-=10 } if(key.isdown(key.space)) { _root["tiro"]._x = _root["atirador"]._x _root["tiro"]._y = _root["atirador"]._y } } _root["tiro"]._visible= true; _root.pontos = 140; //_root.controle_tiro = 1; 47

48 Linguagens API (Interface de Aplicação de Programas) 48

49 Conceito de API São ferramentas compostas por bibliotecas ou pacotes que podem ser acoplados com recursos para estender a capacidade de uma linguagens. Exemplo: Swing(Java) OpenGL(C++) Google Cloud Vision 49

50 Linguagem para Computação Gráfica class Cone { public static void main(string[] args) { Navegation.NavegationInfo("Cone"); Materialpr material = new Materialpr(); material.setdiffusecolor("0 1 0"); BaseCirclepr basecircle = new BaseCirclepr(); basecircle.setheight("2"); basecircle.setbottomradius("1"); basecircle.setside("true"); basecircle.setbottom("true"); Conepr cone = new Conepr (material,basecircle,"cone"); Viewpr.display("Cone"); } } 50