Datos Identificativos 2012/13
Asignatura (*) Teoría de Autómatas e Linguaxes Formais Código 614111301
Titulación
Enxeñeiro en Informática
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
1º e 2º Ciclo 1º cuadrimestre
Terceiro Troncal 7.5
Idioma
Castelán
Galego
Prerrequisitos
Departamento Computación
Coordinación
Blanco Ferro, Antonio angel
Correo electrónico
antonio.blanco.ferro@udc.es
Profesorado
Blanco Ferro, Antonio angel
Correo electrónico
antonio.blanco.ferro@udc.es
Web http://http://www.dc.fi.udc.es/~grana/TALF/
Descrición xeral Se trata de una asignatura troncal, que se imparte de manera cuatrimestral en el tercer curso de la titulación de Ingeniero en Informática. Destaca el carácter integrador de su contenido, ya que sirve de puente entre lo que podemos denominar una "visión de usuario" de los lenguajes informáticos, representada por la programación estándar, y una "visión generativa" de éstos, en la que el alumno construye y adecúa un lenguaje de programación en atención a sus requerimientos. Finalmente, se transmite también al alumno una visión formal de los fundamentos propios de la ciencia de la computación.

Competencias do título
Código Competencias da titulación
A1 Aprender de maneira autónoma novos coñecementos e técnicas avanzadas axeitadas para a investigación, o deseño e o desenvolvemento de sistemas e servizos informáticos.
A3 Concibir e planificar o desenvolvemento de aplicacións informáticas complexas ou con requisitos especiais.
B1 Aprender a aprender.
B2 Resolver problemas de forma efectiva.
B3 Aplicar un pensamento crítico, lóxico e creativo.
B4 Aprendizaxe autónoma.
B5 Traballar de forma colaborativa.
B8 Traballar en equipos de carácter interdisciplinar.
C6 Valorar criticamente o coñecemento, a tecnoloxía e a información dispoñible para resolver os problemas cos que deben enfrontarse.

Resultados de aprendizaxe
Competencias de materia (Resultados de aprendizaxe) Competencias da titulación
Conocer en profundidad la estructura y función de los sistemas de descripción y reconocimiento de lenguajes formales. A1
B1
B4
Estudiar los conceptos, modelos y técnicas relacionados con estas cuestiones. A1
B1
B4
Conocer las estructuras de datos y los algoritmos utilizados para implementar los distintos modelos de reconocimiento de lenguajes formales, así como sus posibles dominios de aplicación práctica. A1
A3
B1
B4
C6
Realizar implementaciones de estos modelos en alguno de esos dominios. A1
A3
B2
B3
B5
C6
Sintetizar todos los conceptos estudiados en ideas concretas que permitan comprender mejor los fundamentos de la computación A1
B1
B4
Perfeccionar las habilidades para realizar futuros trabajos de análisis, diseño y programación. A1
A3
B2
B3
B5
C6
Considerar la integración de las técnicas y estructuras estudiadas aquí en otros dominios de aplicación. A1
A3
B2
B3
B5
B8
C6

Contidos
Temas Subtemas
Preliminares matemáticos Lógica elemental
Teoría de conjuntos
Relaciones y funciones
Inducción matemática
Cardinalidad
Lenguajes formales Alfabetos, palabras y lenguajes
Operaciones con palabras
Operaciones con lenguajes
Lenguajes regulares y autómatas finitos Lenguajes sobre alfabetos
Lenguajes regulares y expresiones regulares
Autómata finito determinista (AFD)
Autómata finito no determinista (AFN)
Equivalencia entre AFNs y AFDs
Autómata finito con epsilon transiciones
Autómatas finitos y expresiones regulares
Aplicaciones prácticas de las expresiones regulares y de los autómatas finitos
Lenguajes independientes del contexto y autómatas de pila Gramáticas regulares
Gramáticas regulares y lenguajes regulares
Gramáticas independientes del contexto
Arboles de derivación y ambigüedad
Simplificación de gramáticas independientes del contexto
Propiedades de los lenguajes independientes del contexto
Algoritmos de análisis sintáctico
Autómatas de pila
Forma normal de Greibach
Máquinas de Turing Definiciones básicas
Máquinas de Turing como aceptadoras de lenguajes
Construcción de máquinas de Turing
Modificaciones de las máquinas de Turing
Máquina de Turing universal
Lenguajes recursivamente enumerables Lenguajes aceptados por máquinas de Turing
Lenguajes regulares e independientes del contexto como lenguajes recursivos
Propiedades de los lenguajes recursivos y recursivamente enumerables
Gramáticas no restringidas y lenguajes recursivamente enumerables
Lenguajes sensibles al contexto y la jerarquía de Chomsky
Resolubilidad El problema de la parada
El problema de correspondencia de Post
Problemas no decidibles en lenguajes independientes del contexto
Computabilidad Fundamentos de la teoría de funciones recursivas
Alcance de las funciones recursivas primitivas
Funciones recursivas parciales
El poder de los lenguajes de programación
Introducción a la teoría de la complejidad computacional Complejidad algorítmica
Modelo general de cómputo y complejidad computacional
Tiempo y espacio en máquinas de Turing
Las distintas clases de complejidad
Los problemas tratables y no tratables
Reducibilidad en tiempo polinómico
Problemas NP-completos

Planificación
Metodoloxías / probas Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral 30 60 90
Prácticas de laboratorio 10 20 30
Proba de resposta múltiple 4 4 8
Traballos tutelados 1 5 6
Seminario 3 0 3
Aprendizaxe colaborativa 4 4 8
Solución de problemas 3 16 19
Proba de ensaio 3 16 19
 
Atención personalizada 4.5 0 4.5
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Sesión maxistral La técnica que mejor se adapta a la impartición de los contenidos teóricos de esta asignatura está constituida por las clases magistrales. En ellas, haremos un uso intensivo de la pizarra y de las transparencias, de modo que el ritmo de exposición de conceptos por parte del profesor y el de asimilación de los mismos por parte del alumno sean lo más acordes posible.
Prácticas de laboratorio Las prácticas de laboratorio tendrán horas de laboratorio reservadas, con ordenadores a disposición de los alumnos. Estas horas serán utilizadas para implementar en algún lenguaje de programación los algoritmos más destacados, de entre todos aquéllos que hayan sido presentados en las sesiones teóricas.
Proba de resposta múltiple Se realizarán controles tipo test al final de cada bloque temático, que permitirán al profesor conocer el grado de asimilación de la materia por parte de los alumnos, y modificar la estrategio docente si es necesario.
Traballos tutelados Los trabajos de grupos autónomos tutelados se realizarán a lo largo de todo el cuatrimestre. El profesor elegirá un tema de trabajo que será asignado por igual a todos los grupos. El tema será presentado por el profesor en una sesión en el aula, será desarrollado por los alumnos en horas no presenaciales, y será supervisado y evaluado por el profesor en las tutorías en grupo. La evaluación se realizará a partir de la exposición de una memoria final por parte de los alumnos.
Seminario Los seminarios se implementarán bajo la forma de un ciclo de charlas cortas o conferencias, sobre aplicaciones prácticas relacionadas con la materia de la asignatura. El objetivo de estas charlas es el de completar la percepción general que el alumno tiene sobre cómo los conceptos vistos en clase son puestos en práctica en la vida real.
Aprendizaxe colaborativa Los trabajos de grupos cooperativos se realizarán utilizando la "técnica puzzle" de Aronson. Según esta técnica, el profesor elige previamente un tema de trabajo y divide a los alumnos en varios grupos. A cada miembro de cada grupo se le asigna una sección de dicho tema, para que la estudie y la comente con los miembros de los otros grupos a los que les ha sido asignada la misma sección. Posteriormente, cada alumno regresa a su grupo y explica al resto de miembros su sección. Finalmente, el profesor realiza a los alumnos un test general sobre el tema elegido. Dicho test permitirá al profesor no sólo evaluar el grado de comprensión de los nuevos conocimientos adquiridos, sino también el nivel de cooperación que ha tenido lugar entre los miembros de cada grupo concreto.
Solución de problemas Se pondrán a disposición de los alumnos una serie de boletines de ejercicios, correspondientes a los bloques temáticos del programa de la asignatura.Los alumnos deberán entregar al profesor sus soluciones personales a estos ejercicios. El profesor deberá corregirlas, evaluarlas y comentarlas durante al menos una sesión en el aula.
Proba de ensaio Se implementará bajo la forma de un examen final escrito.

Atención personalizada
Metodoloxías
Prácticas de laboratorio
Traballos tutelados
Descrición
Dado el carácter personalizado de las prácticas de laboratorio, de los trabajos tutelados y de las tutorías, estas actividades no deben dedicarse a extender los contenidos con nuevos conceptos, sino a aclarar los conceptos ya expuestos.

El profesor debe además utilizarlas como una interacción que le permita extraer conclusiones respecto al grado de asimilación de la materia por parte de los alumnos.

De esta manera, podrá desarrollar las clases magistrales y el resto de actividades no personalizadas atendiendo al progreso de los alumnos en las capacidades de comprensión y asimiliación de los contenidos impartidos, compaginando el avance general de la clase con una atención específica a quellos alumnos que presenten mayores dificultades en la tarea del aprendizaje y con un apoyo adicional a quellos otros que presenten mayor desenvoltura y deseen ampliar conocimientos.

Avaliación
Metodoloxías Descrición Cualificación
Prácticas de laboratorio Implementación de algoritmos en algún lenguaje de programación 25
Proba de resposta múltiple Controles tipo test 7.5
Traballos tutelados Trabajo de grupos autónomos tutelados 5
Aprendizaxe colaborativa Trabajo de grupos cooperativos 7.5
Solución de problemas Boletines de ejercicios 5
Proba de ensaio Examen final escrito 50
 
Observacións avaliación

En el examen final se requiere una nota mínima de 3 puntos (sobre 10).


Fontes de información
Bibliografía básica John E. Hopcroft, Rajeev Motwani, Jeffrey D. Ullman (2002). Introducción a la teoría de autómatas, lenguajes y computación. Addison Wesley
Thomas A. Sudkamp (1988). Languages and machines: an introduction to the theory of computer science. Addison Wesley
Dean Kelley (1995). Teoría de autómatas y lenguajes formales. Prentice Hall

Bibliografía complementaria Harry R. Lewis, Christos H. Papadimitriou (1998). Elements of the theory of computation. Prentice Hall
Peter J. Denning, Jack B. Dennis, Joseph E. Qualitz (1978). Machines, languages and computation. Prentice Hall
J. Glenn Brookshear (1993). Teoría de la computación: lenguajes formales, autómatas y complejidad. Addison Wesley Iberoamericana


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
Estrutura de Datos e da Información/614111102
Álxebra/614111106
Matemática Discreta I/614111107
Programación/614111109
Algoritmos/614111206
Programación Declarativa/614111207

Materias que se recomenda cursar simultaneamente

Materias que continúan o temario
Intelixencia Artificial/614111404
Compiladores/614111405
Linguaxes Naturais/614111625

Observacións


(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías