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
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость3 ЗЕТ
Учебный план02_03_02_ФИиИТ-4-2020
Часов по учебному плану 108
в том числе:
аудиторные занятия 42
самостоятельная работа 39
контроль 27
Виды контроля по семестрам
экзамены: 5

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 3 (5) Итого
Недель 19
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 18 18 18 18
Лабораторные 24 24 24 24
Сам. работа 39 39 39 39
Часы на контроль 27 27 27 27
Итого 108 108 108 108

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

Рецензент(ы):
к.ф.м.н., доцент, Вараксин С.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 информациолнные технологии (Квалификация (степень)"бакалавр")Утвержден приказом Минестерства и науки Российской федерации от 12 марта 2015 №224

составлена на основании учебного плана:
02.03.02 Фундаментальная информатика и информационные технологии
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2020 протокол № 3.

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

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-3 способностью 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-2 способностью понимать, совершенствовать и применять современный математический аппарат, фундаментальные концепции и системные методологии, международные и профессиональные стандарты в области информационных технологий
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.Знает: основные понятия и методы теории автоматов и формальных языков, их связь с программирова-ием.
Знает: основные понятия и методы теории автоматов и формальных языков.
3.2.Уметь:
3.2.1.Умеет: использовать основные методы теории автоматов и формальных языков в области прикладного программирования.
Умеет: использовать в работе основные методы, доказательства теории автоматов и формальных языков.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.Владеет: методами теории автоматов и формальных языков, используемыми в области системного и прикладного программирования, математических, информационных и имитационных моделей.
Владеет: методами теории автоматов и формальных языков в профессиональной деятельности.

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, ПК-2 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, ПК-2 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 6 ОПК-3, ПК-2 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, ПК-2 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, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.6. Конгруэнция на автомате.Фактор-автомат. Примеры. Гомоморфизмы автоматов. Теорема о гомоморфизмах автоматов. Сам. работа 5 5 ОПК-3, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.7. Эквивалентность состояний. Приведенный автомат. Теорема Хаффмана-Мили Лекции 5 2 ОПК-3, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.8. Эквивалентность состояний. Приведенный автомат. Теорема Хаффмана-Мили Лабораторные 5 4 ОПК-3, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.9. Эквивалентность состояний. Приведенный автомат. Теорема Хаффмана-Мили Сам. работа 5 4 ОПК-3, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.10. Различимость входных последовательностей Теорема Чена. Лекции 5 2 ОПК-3, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.11. Различимость входных последовательностей Теорема Чена. Лабораторные 5 4 ОПК-3, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.12. Различимость входных последовательностей Теорема Чена. Сам. работа 5 4 ОПК-3, ПК-2 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, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.14. Теорема о гомоморфизме полугрупп. Гомоморфизмы на конечные полугруппы и распознаваемость языков. Лабораторные 5 2 ОПК-3, ПК-2 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, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.16. Регулярные языки. Лекции 5 2 ОПК-3, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.17. Регулярные языки. Лабораторные 5 2 ОПК-3, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.18. Регулярные языки. Сам. работа 5 4 ОПК-3, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.19. Диаграммно представимые языки. Детерминируемые диаграммы Лекции 5 2 ОПК-3, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.20. Диаграммно представимые языки. Детерминируемые диаграммы Лабораторные 5 2 ОПК-3, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.21. Диаграммно представимые языки. Детерминируемые диаграммы Сам. работа 5 4 ОПК-3, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.22. Грамматики. Язык, задаваемый грамматикой. Лекции 5 2 ОПК-3, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.23. Грамматики. Язык, задаваемый грамматикой. Лабораторные 5 2 ОПК-3, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.24. Грамматики. Язык, задаваемый грамматикой. Сам. работа 5 4 ОПК-3, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.25. Исследование вопроса о совпадении возникших языков. Лекции 5 2 ОПК-3, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.26. Исследование вопроса о совпадении возникших языков. Лабораторные 5 2 ОПК-3, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.27. Исследование вопроса о совпадении возникших языков. Сам. работа 5 4 ОПК-3, ПК-2 Л2.1, Л1.1, Л1.2
1.28. промежуточная аттестация Экзамен 5 27 ОПК-3, ПК-2 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.
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 зачету/экзамену возьмите 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 экзаменом.
- 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.