Ana içeriğe atla

BIM 431 - Biçimsel Diller ve Otomata Kuramı

Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi · Bilgisayar Mühendisliği · Lisans

AKTS: 5 T+U+L: 2+0+1 Bölüm Seçmeli
Koordinatör: Dr. Öğr. Üyesi Şengül BAYRAK
Öğretim Üyeleri: Dr. Öğr. Üyesi Şengül BAYRAK

Dersin Amacı

Dillerin sınıflandırılması ve tanımlanmasında en temel düzeyde bilgi sahibi olup, otomatların türleri ve işleyişini öğrenerek, programlama yeteneğinin geliştirilmesi hedeflenmektedir.

Ders İçeriği

Sonlu Durum Otomatlarına Giriş, Diller ve Sonlu durum otomatları arasındaki ilişkiler, Düzgün diller ve Düzgün ifadeler, İspat Yöntemleri, Pumping Lemma, Düzgün gramerler, Gramerlerde belirsizlik, Normal Formlar (Chomsky Normal form, Greibach Normal form), Yığın yapılı otomatlar, Bağlamdan bağımsız gramerler için yığın yapılı otomatlar, Bağlamdan bağımsız dillerin özellikleri, Turing makineleri.

Zorunlu Kaynaklar

Ünal Yarımağan,  Özdevinirler (Otomatlar) Kuramı ve Biçimsel Diller, Bıçaklar Kitabevi, 2003.

Önerilen Kaynaklar

Peter Linz, An Introduction to Formal Languages and Automata, Third Ed., Jones and Bartlett, 2001.

 

Kurallar

1. Yönetmeliğe göre bir öğrenci toplam ders saatinin en az % 70’ine devam etmemesi halinde derse devamsızlıktan kalır ve (DZ) notu ile başarısız olur. Bu “tolerans” sebepsiz harcanabilir bir hakkı değil, hayatın olağan akışı içinde karşılaşılan yaşamsal sorunlarda dersin hemen kaybedilmemesi için getirilmiş bir tedbirdir. Bu toleransın aşılması durumunda hiçbir istisna yoktur, rapor kabul edilmez. Bir ders yükünün yüzde 30’undan daha fazlasında olunmaması halinde, o ders kazanımlarının elde edilemeyeceği kabul edilir. Gelişim ancak varlıkta olan bir mevhum olup yokluğunuzda bu, mümkün görülmemektedir.
2. Dersi alttan alıp devamsızlıktan kalmamış olmak, derse devam edilmemesi gerektiği olarak yorumlanmamalıdır. Bir eksiklik ve sorun vardır ki ders tekrar alınmaktadır. Bu olumsuzluğun ancak derse ciddiyetle katılım ile giderilebileceğini anımsayınız.
3. Sorumluluklarını önemseyip ihmal etmemek, çalışmak ve gayret göstermek, işinde doğru ve dürüst tutum sergilemek mühendislikte “teknik borçsuzluk” olarak ifade edilmekle, öğrenciliğinizle ilgili teknik borcunuzun bulunmasının, ders başarısızlığınızın nedeni olacağını ve bunun sorumluluğunun sizde olduğunu unutmayınız.
4. Dersi derste öğrenmek ve bunun için istekli olmak, ders öncesinde hazırlıklı olmak, dersin sorularla açılmasına katkı sunmak; akademik faydanın artışı için önemlidir. Derste soru sormaktan, ders gündemi hakkında fikir beyan etmekten çekinmemelisiniz. Böyle davranmanız, ders kazanımları kadar kişisel gelişiminize de önemli katkı sunar, özgüven ve kendinizi ifade edebilme gücünüzü artırır.
5. Daha fazla açıklama gerektiren sorularınızda, merakınızı ve sorularınızı gidermek için akademik görüşme saatlerinde görüşebilirsiniz.
6. Dersi, sizde oluşması istenen mühendislik binasının bir tuğlası olarak görünüz ve onun eksik, zayıf kalmasına izin vermeyiniz ki bina da sağlam olabilsin. Bu nedenle konuları ve anlamadıklarınızı biriktirmeyiniz, sıcağı sıcağına yanıtlarını arayınız.
7. Eğitimin, doğal zekanın gelişimi için olduğunu unutmayınız. Yapay zekayı kendinizle ikame etmeyiniz, çıktılarını kendi çıktılarınız gibi sunmayınız. Etik yönü bir yana, bu kendinize yapacağınız en büyük kötülük, gelişmenizin önüne kendi elinizle öreceğiniz bir duvar olur. Hiçbir aracı kendiniz yerine koymamanız, sizden beklenmektedir.
8. Tüm sınavlarda, yoklamalarda ve çalışmalarınızda etik kurallara uyunuz. Değerli yapınızı her durumda korumanız ve etik kuralların dışına çıkmamanız, her şeyden önemlidir ve eğitimin temelini oluşturur. Aksi davranışlar, en büyük zararı sahibine vermekle, üniversitemizin ilgili yönetmeliği gereği cezai soruşturmaya konu edilir.
9. Derslere mutlaka defter, kalem gibi gereksinimleriniz tam olarak geliniz. Beyninizin bu hazırlığınızın varlığına göre derste karşılacaklarına önem atfedeceğini, ya sindireceğini ya hemen unutacağını anımsayınız.
10. Derste notlarınızı alınız. Başkalarının notları, yaptıkları hataları da size taşıyacağından; başkalarından not almayınız. Ders defterinizi, yazarı siz olan bir el yazması kitap olarak görünüz ve kıymet veriniz. Not almak, beyninizin anlama sürecine olağanüstü katkı sağlayan, karmaşık ve çok yönlü bir bilişsel etkinliktir; bundan kendinizi mahrum bırakmayınız.
11. Ders içinde spontane quizler, derse fiili katılımınız, söz alışlarınız “derse katılım ve ders içi ölçme” puanı olarak değerlendirilecektir.
12. Yoklamada var gibi gözükmek için derse sadece fiziken gelmeyiniz, ruhunuzu da derse getiriniz ve konsantre olunuz. Arka sıraları mümkün olduğunca seçmeyip dersin merkezinde olmaya gayret ediniz. Dersin interaktif yürümesinin, sizin katılımınıza bağlı olduğunu unutmayınız.
13. Derslerde her türlü ders dışı telefon, tablet, bilgisayar ile uğraşıda bulunmak; kabul edilir değildir. Bu durum olumsuz değerlendirilir. Ders anında dersten kopuk halde, özellikle arka sıralardaki gruplaşmalı konuşmalar da aynı sınıfta kabul edilir. Sınıf içi huzuru ve konsantrasyonu bu etkilere yönelik uyarılara duyarsız kalındığında, öğrenci dersin dışına davet edilir.
14. Sınav tarihleri tabloda ilan edildiği gibidir. Sınavların konuları makul bir süre öncesinde ilan edilecektir. İZÜ yönetmeliklerine göre kabul edilen mazeretler çerçevesinde girilmeyen sınavlar için telafi sınavı verilecektir.
15. Final sınavı bütün dönem boyu işlenmiş olan konuları kapsar. Final sınav günü, saati ve yeri Dekanlık tarafından ilan edilecektir.
16. Derse geç gelmeyiniz. Özellikle ilk 10 dakikadan sonra, ders konsantrasyonunu bozmamanız için sınıfa giriş yapmayınız, bir sonraki oturumu bekleyiniz. 10 dakika içinde sınıfa girdiğinizde, ders konsantrasyonunu bozucu giriş şekillerinden ve gürültü yapmaktan kaçınınız. Geç gelmeyi alışkanlık haline getirmeyiniz; bu, olumsuz kanaat nedenidir.
17. Güncel ders içeriği dışındaki konularda görüşmek için ders “teneffüs” aralarını kullanmayınız. Bu eğiliminiz başkasının teneffüs hakkını elinden almak anlamına geldiğini ve zarar verici olduğunu unutmayınız. Görüşmenin maliyetine katlanınız ve görüşme saatlerinde randevu alarak konuyu görüşünüz.

Dersin Öğrenme Çıktıları

  1. Karmaşık bir sistemi temsil etmek için birden fazla otomat veya gramer kullanır.
  2. Soyut makine modellerini ve biçimsel dilleri tanımlar.
  3. Biçimsel dillerin tanımlarını, dil sınıflarını (düzenli, bağlamdan bağımsız, vb.) ve Chomsky hiyerarşisini açıklar.
  4. Sonlu durum makineleri (DFA/NFA), yığıtlı otomatlar ve Turing makinelerini tasarlar.
  5. Düzgün dil ve düzgün gramer yapısını kullanarak dili verilen bir otomatayı tasarlar.
  6. Düzgün olmayan bir dili Aşağı-İtme Otomata ile tanımlar.

Temel Alan Dağılımı

(48) Bilgisayar%50 (52) Mühendislik%50

Öğretim Yöntem ve Teknikleri

AnlatımSoru-CevapAlıştırma ve UygulamaProblem Çözme

Ölçme ve Değerlendirme

Sınav (Yazılı Sınav / Test: Doğru-Yanlış Testi, Çoktan Seçmeli Testi, Kısa Cevaplı Test, Eşleştirmeli Test)

AKTS / İş Yükü

EtkinlikSayıSüre (saat)Toplam İş Yükü
Ders Süresi (Sınav Haftası Dahil)15345
Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi15575
Ara Sınav122
Kısa Sınav000
Ödev000
Uygulama000
Final122

Ders Akışı

HaftaKonuÖn Hazırlık
1Biçimsel Dil Kavramı, Otomata Teorisi Kavramı Hesaplama Teorisine Giriş (Kümeler, Fonksiyonlar, Bağıntılar, Graflar, Ağaçlar ve İspat Yöntemleri)Slayt
2DillerSlaytlar
3Sonlu OtomatlarSlaytlar
4Sonlu Otomatlar (devam)Slaytlar
5Düzgün Kümeler ve Düzgün DeyimlerSlaytlar
6Dilbilgisi, Diller ve Düzgün Dillerin ÖzellikleriSlaytlar
7Ara SınavAra Sınav
8Bağlamdan Bağımsız Diller ve GramerlerSlayt
9Bağlamdan Bağımsız Gramerlerin BasitleştirilmesiSlaytlar
10Chomsky ve Greibach Normal BiçimlerSlaytlar
11Chomsky ve Greibach Normal Biçimler (devam)Slaytlar
12Yığıtlı ÖzdevinirlerSlaytlar
13Yığıtlı özdevinirler (Devam)Slaytlar
14Turing MakineleriSlaytlar
15Turing Makinelerinin diğer modelleriSlaytlar
16Final SınavıFinal Sınavı