МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Теория автоматов и формальных языков

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра алгебры и математической логики
Направление подготовки02.03.02. Фундаментальная информатика и информационные технологии
ПрофильПрограммирование и информационные технологии
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость2 ЗЕТ
Учебный план02_03_02_ФИиИТ-1-2019
Часов по учебному плану 72
в том числе:
аудиторные занятия 42
самостоятельная работа 30
Виды контроля по семестрам
зачеты: 5

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 3 (5) Итого
Недель 17,829999923706
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 18 18 18 18
Лабораторные 24 24 24 24
Сам. работа 30 30 30 30
Итого 72 72 72 72

Программу составил(и):
д.ф.м.н., профессор, Будкин А.И.

Рецензент(ы):
к.ф.м.н., доцент, Пономарев И.В.

Рабочая программа дисциплины
Теория автоматов и формальных языков

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 02.03.02 Фундаментальная информатика и информационные технологии (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 23.08.2017г. №808)

составлена на основании учебного плана:
02.03.02 Фундаментальная информатика и информационные технологии
утвержденного учёным советом вуза от 25.06.2019 протокол № 9.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра алгебры и математической логики

Протокол от 30.08.2019 г. № 15
Срок действия программы: 2019-2020 уч. г.

Заведующий кафедрой
профессор, д.ф.-м.н. Будкин А.И.


Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2019-2020 учебном году на заседании кафедры

Кафедра алгебры и математической логики

Протокол от 30.08.2019 г. № 15
Заведующий кафедрой профессор, д.ф.-м.н. Будкин А.И.


1. Цели освоения дисциплины

1.1.Развитие способности к разработке алгоритмических и программных решений в области системного и прикладного программирования, математических, информационных и имитационных моделей,в основе которого лежат понятия теории автоматов и формальных языков.
Подготовка к восприятию новых научных фактов и гипотез в алгебраической теории автоматов и формальных языков и развитие способности понимать, совершенствовать и применять современный математический аппарат.


2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В.01

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

УК-1 Способен осуществлять поиск, критический анализ и синтез информации, применять системный подход для решения поставленных задач
ОПК-1 Способен применять фундаментальные знания, полученные в области математических и (или) естественных наук, и использовать их в профессиональной деятельности
ОПК-3 Способен к разработке алгоритмических и программных решений в области системного и прикладного программирования, математических, информационных и имитационных моделей, созданию информационных ресурсов глобальных сетей, образовательного контента, прикладных баз данных, тестов и средств тестирования систем и средств на соответствие стандартам и исходным требованиям
ПК-1 Способность демонстрации общенаучных базовых знаний математических и естественных наук, фундаментальной информатики и информационных технологий
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.УК-1 Знает принципы сбора, отбора и обобщения информации.
ОПК-1 Обладает базовыми знаниями, полученными в области математических и (или)естественных наук
ОПК-3 Знает методы составления научных документов,отчетов.
ПК-1 Обладает базовыми знаниями, полученными в области математических и (или) естественных наук, программирования и информационных технологий.
3.2.Уметь:
3.2.1.УК-1 Умеет соотносить разнородные явления и систематизировать их врамках избранных видов профессиональной деятельности.
ОПК-1 Умеет использовать их в профессиональной деятельности.
ОПК-3 Умеет составлять научные документы,отчеты.
ПК-1 Умеет находить, формулировать и решать стандартные задачи в собственной научно-исследовательской деятельности в математике и информатике.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.
УК-1 Имеет практический опыт работы с информационными источниками, опыт научного поиска, создания научных текстов.
ОПК-1 Имеет навыки выбора методов решения задач профессиональной деятельности на основе теоретических знаний.
ОПК-3 Владеет методами составления научных документов,отчетов.
ПК-1 Имеет практический опыт научно-исследовательской деятельности в математике и
информатике.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Определение конечного автомата
1.1. Определение конечного автомата, способы изображения, примеры. Основные понятия алгебры: эквивалентность на множестве,фактор-множество, полугруппа, свободная полугруппа. Лекции 5 2 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.2. Определение конечного автомата, способы изображения, примеры. Основные понятия алгебры: эквивалентность на множестве,фактор-множество, полугруппа, свободная полугруппа. Лабораторные 5 4 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.3. Определение конечного автомата, способы изображения, примеры. Основные понятия алгебры: эквивалентность на множестве,фактор-множество, полугруппа, свободная полугруппа. Сам. работа 5 4 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.4. Конгруэнция на автомате.Фактор-автомат. Примеры. Гомоморфизмы автоматов. Теорема о гомоморфизмах автоматов. Лекции 5 2 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.5. Конгруэнция на автомате.Фактор-автомат. Примеры. Гомоморфизмы автоматов. Теорема о гомоморфизмах автоматов. Лабораторные 5 2 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.6. Конгруэнция на автомате.Фактор-автомат. Примеры. Гомоморфизмы автоматов. Теорема о гомоморфизмах автоматов. Сам. работа 5 4 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.7. Эквивалентность состояний. Приведенный автомат. Теорема Хаффмана-Мили Лекции 5 2 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.8. Эквивалентность состояний. Приведенный автомат. Теорема Хаффмана-Мили Лабораторные 5 4 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.9. Эквивалентность состояний. Приведенный автомат. Теорема Хаффмана-Мили Сам. работа 5 4 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.10. Различимость входных последовательностей Теорема Чена. Лекции 5 2 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.11. Различимость входных последовательностей Теорема Чена. Лабораторные 5 4 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.12. Различимость входных последовательностей Теорема Чена. Сам. работа 5 2 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.13. Распознаваемые языки. Гомоморфизм полугрупп. Теорема о гомоморфизме полугрупп. Гомоморфизмы на конечные полугруппы и распознаваемость языков. Лекции 5 2 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.14. Теорема о гомоморфизме полугрупп. Гомоморфизмы на конечные полугруппы и распознаваемость языков. Лабораторные 5 2 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.15. Теорема о гомоморфизме полугрупп. Гомоморфизмы на конечные полугруппы и распознаваемость языков. Сам. работа 5 4 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.16. Регулярные языки. Лекции 5 2 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.17. Регулярные языки. Лабораторные 5 2 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.18. Регулярные языки. Сам. работа 5 2 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.19. Диаграммно представимые языки. Детерминируемые диаграммы Лекции 5 2 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.20. Диаграммно представимые языки. Детерминируемые диаграммы Лабораторные 5 2 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.21. Диаграммно представимые языки. Детерминируемые диаграммы Сам. работа 5 4 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.22. Грамматики. Язык, задаваемый грамматикой. Лекции 5 2 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.23. Грамматики. Язык, задаваемый грамматикой. Лабораторные 5 2 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.24. Грамматики. Язык, задаваемый грамматикой. Сам. работа 5 4 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.25. Исследование вопроса о совпадении возникших языков. Лекции 5 2 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.26. Исследование вопроса о совпадении возникших языков. Лабораторные 5 2 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.27. Исследование вопроса о совпадении возникших языков. Сам. работа 5 2 ОПК-3 Л2.1, Л1.1, Л1.2

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
Приложение
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
Приложение
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
Приложение

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 М.И. Каргаполов, Мерзляков Ю.И. Основы теории групп: учеб. пособие СПб.: Лань, // ЭБС «Лань», 2009 http://e.lanbook.com/book/177
Л1.2 Микони С.В. Дискретная математика для бакалавра: множества, отношения, функции, графы: СПб.: Лань // ЭБС "Лань", 2012 e.lanbook.com
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Г. Биркгоф, Т. Барти Современная прикладная алгебра: учеб. пособие М.: Мир, 1976 biblioclub.ru
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Сайт библиотеки АлтГУ: www.lib.asu.ru;
Э2 электронно-библиотечная система издательства «Лань»: www.e.lanbook.com;
Э3 электронно-библиотечная система "Университетская библиотека online": www.biblioclub.ru.
Э4 Введение в теорию автоматов portal.edu.asu.ru
6.3. Перечень программного обеспечения
Microsoft Windows
Microsoft Office
7-Zip
AcrobatReader
6.4. Перечень информационных справочных систем
1. http://www.lib.asu.ru - Научная библиотека Алтайского государственного университета;
2. http://www.biblioclub.ru - электронно-библиотечная система издательства «Лань»;
3. http://exponenta.ru - Образовательный математический сайт
4. http://www.biblioclub.ru - электронно-библиотечная система "Университетская библиотека online";
5. База данных литературы информационно-методического кабинета факультета социологии АлтГУ "ФОЛИАНТ"

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
Помещение для самостоятельной работы помещение для самостоятельной работы обучающихся Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска)

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины


1. Для успешного освоения содержания дисциплины необходимо посещать лекции, принимать активное участие в работе на семинаре, практическом занятии, а также выполнять задания, предлагаемые преподавателем для самостоятельного изучения.
2. Лекция.
-На лекцию приходите не опаздывая, так как это неэтично.
- На лекционных занятиях необходимо конспектировать изучаемый материал.
- Для систематизации лекционного материала, который будет полезен при подготовке к итоговому контролю знаний, записывайте на каждой лекции тему, вопросы для изучения, рекомендуемую литературу.
- В каждом вопросе выделяйте главное, обязательно запишите ключевые моменты (определение, факты, законы, правила и т.д.), подчеркните их.
- Если по содержанию материала возникают вопросы, не нужно выкрикивать, запишите их и задайте по окончании лекции или на семинарском занятии.
- Перед следующей лекцией обязательно прочитайте предыдущую, чтобы актуализировать знания и осознанно приступить к освоению нового содержания.
3.Семинарское (практическое) занятие – это форма работы, где студенты максимально активно участвуют в обсуждении темы.
- Для подготовки к семинару необходимо взять план семинарского занятия (у преподавателя).
- Самостоятельную подготовку к семинарскому занятию необходимо начинать с изучения понятийного аппарата темы. Рекомендуем использовать справочную литературу (словари, справочники, энциклопедии), целесообразно создать и вести свой словарь терминов.
- На семинар выносится обсуждение не одного вопроса, поэтому важно просматривать и изучать все вопросы семинара, но один из вопросов исследовать наиболее глубоко, с использованием дополнительных источников (в том числе тех, которые вы нашли самостоятельно). Не нужно пересказывать лекцию.
- Важно запомнить, что любой источник должен нести достоверную информацию, особенно это относится к Internet-ресурсам. При использовании Internet - ресурсов в процессе подготовки не нужно их автоматически «скачивать», они должны быть проанализированы. Не нужно «скачивать» готовые рефераты, так как их однообразие преподаватель сразу выявляет, кроме того, они могут быть сомнительного качества.
- В процессе изучения темы анализируйте несколько источников. Используйте периодическую печать - специальные журналы.
- Полезным будет работа с электронными учебниками и учебными пособиями в Internet-библиотеках. Зарегистрируйтесь в них: университетская библиотека Онлайн (http://www.biblioclub.ru/) и электронно-библиотечная система «Лань» (http://e.lanbook.com/).
- В процессе подготовки и построения ответов при выступлении не просто пересказывайте текст учебника, но и выражайте свою личностно-профессиональную оценку прочитанного.
- Если к семинарским занятиям предлагаются задания практического характера, продумайте план их выполнения или решения при подготовке к семинару.
- При возникновении трудностей в процессе подготовки взаимодействуйте с преподавателем, консультируйтесь по самостоятельному изучению темы.
4. Самостоятельная работа.
- При изучении дисциплины не все вопросы рассматриваются на лекциях и семинарских занятиях, часть вопросов рекомендуется преподавателем для самостоятельного изучения.
- Поиск ответов на вопросы и выполнение заданий для самостоятельной работы позволит вам расширить и углубить свои знания по курсу, применить теоретические знания в решении задач практического содержания, закрепить изученное ранее.
- Эти задания следует выполнять не «наскоком», а постепенно, планомерно, следуя порядку изучения тем курса.
- При возникновении вопросов обратитесь к преподавателю в день консультаций на кафедру.
- Выполнив их, проанализируйте качество их выполнения. Это поможет вам развивать умения самоконтроля и оценочные компетенции.
5. Итоговый контроль.
- Для подготовки к зачетувозьмите перечень примерных вопросов у преподавателя.
- В списке вопросов выделите те, которые были рассмотрены на лекции, семинарских занятиях. Обратитесь к своим записям, выделите существенное. Для более детального изучения изучите рекомендуемую литературу.
- Если в списке вопросов есть те, которые не рассматривались на лекции, семинарском занятии, изучите их самостоятельно. Если есть сомнения, задайте вопросы на консультации перед зачетом.
- Продумайте свой ответ на экзамене, его логику. Помните, что ваш ответ украсит ссылка на источник литературы, иллюстрация практики применения теоретического знания, а также уверенность и наличие авторской аргументированной позиции как будущего субъекта профессиональной деятельности.