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-1-2020
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 18,5
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 30.06.2020 протокол № 6.

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 2020-2021 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
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)
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

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.