包郵形式語言與自動(dòng)機(jī)導(dǎo)論(原書第7版)

作者：[美]彼得·林茨(Peter Linz),[美]蘇珊·H. 羅杰(Susan H. Rodger) 著

出版社：機(jī)械工業(yè)出版社出版時(shí)間：2025-02-01

開本： 16開 頁數(shù)： 478

本類榜單：計(jì)算機(jī)/網(wǎng)絡(luò)銷量榜

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版權(quán)信息
本書特色
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前言
目錄
作者簡介

形式語言與自動(dòng)機(jī)導(dǎo)論(原書第7版) 版權(quán)信息

ISBN：9787111767527
條形碼：9787111767527 ; 978-7-111-76752-7
裝幀：平裝-膠訂
冊(cè)數(shù)：暫無
重量：暫無
所屬分類：
計(jì)算機(jī)/網(wǎng)絡(luò)
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計(jì)算機(jī)理論

形式語言與自動(dòng)機(jī)導(dǎo)論(原書第7版) 本書特色

專為形式語言、自動(dòng)機(jī)、可計(jì)算性和相關(guān)方向的入門課程而設(shè)計(jì)，免費(fèi)提供交互式實(shí)驗(yàn)軟件JFLAP。學(xué)習(xí)本書內(nèi)容可幫助讀者理解計(jì)算的本質(zhì)和限制，增強(qiáng)形式化能力與推理能力。自動(dòng)機(jī)理論為信息技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域提供理論模型和設(shè)計(jì)算法，可應(yīng)用于自然語言處理、人工智能等眾多領(lǐng)域。

形式語言與自動(dòng)機(jī)導(dǎo)論(原書第7版) 內(nèi)容簡介

本書是理論計(jì)算機(jī)科學(xué)方面的經(jīng)典教材，主要討論形式語言與自動(dòng)機(jī)理論、可計(jì)算性理論和計(jì)算復(fù)雜性理論等內(nèi)容。本書強(qiáng)調(diào)定義和定理的準(zhǔn)確性和嚴(yán)謹(jǐn)性，但在形式化證明中又非常注重符合直覺的理解，避免多余的數(shù)學(xué)細(xì)節(jié)。本書分為理論和應(yīng)用兩個(gè)部分：理論部分主要介紹有窮自動(dòng)機(jī)、正則語言和文法、上下文無關(guān)語言和文法、下推自動(dòng)機(jī)、圖靈機(jī)、形式語言和自動(dòng)機(jī)的層次結(jié)構(gòu)以及計(jì)算復(fù)雜性等內(nèi)容，應(yīng)用部分主要介紹編譯器和解析、LL解析以及LR解析。本書可幫助讀者熟悉計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)和原理，加強(qiáng)嚴(yán)格的形式化數(shù)學(xué)證明的能力，適合高等院校計(jì)算機(jī)科學(xué)及相關(guān)專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)，也適合理論計(jì)算機(jī)科學(xué)方向的研究人員參考。

形式語言與自動(dòng)機(jī)導(dǎo)論(原書第7版)形式語言與自動(dòng)機(jī)導(dǎo)論(原書第7版) 前言

前言
本書是為形式語言、自動(dòng)機(jī)、可計(jì)算性等相關(guān)方向的入門課程而設(shè)計(jì)的。這些主題構(gòu)成了所謂計(jì)算理論的主要部分。關(guān)于這些主題的課程現(xiàn)在是計(jì)算機(jī)科學(xué)課程體系的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，并且通常在課程體系的早期就開始講授。因此，本書的讀者是計(jì)算機(jī)科學(xué)或計(jì)算機(jī)工程專業(yè)大二和大三的學(xué)生。
學(xué)習(xí)本書內(nèi)容前，需要首先了解一些高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言（通常是 C、C++、Python 或 Java）并熟悉數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的基礎(chǔ)知識(shí)。含有集合論、函數(shù)、關(guān)系、邏輯和數(shù)學(xué)推理原理的離散數(shù)學(xué)課程是必不可少的，這門課程是計(jì)算機(jī)科學(xué)入門課程的一部分。前言 本書是為形式語言、自動(dòng)機(jī)、可計(jì)算性等相關(guān)方向的入門課程而設(shè)計(jì)的。這些主題構(gòu)成了所謂計(jì)算理論的主要部分。關(guān)于這些主題的課程現(xiàn)在是計(jì)算機(jī)科學(xué)課程體系的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，并且通常在課程體系的早期就開始講授。因此，本書的讀者是計(jì)算機(jī)科學(xué)或計(jì)算機(jī)工程專業(yè)大二和大三的學(xué)生。 學(xué)習(xí)本書內(nèi)容前，需要首先了解一些高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言（通常是 C、C++、Python 或 Java）并熟悉數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的基礎(chǔ)知識(shí)。含有集合論、函數(shù)、關(guān)系、邏輯和數(shù)學(xué)推理原理的離散數(shù)學(xué)課程是必不可少的，這門課程是計(jì)算機(jī)科學(xué)入門課程的一部分。 學(xué)習(xí)計(jì)算理論有幾個(gè)目的，*重要的是讓學(xué)生熟悉計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)和原理，了解對(duì)后續(xù)課程有用的內(nèi)容，以及加強(qiáng)學(xué)生嚴(yán)格的形式化數(shù)學(xué)證明的能力。我撰寫本教材選用的內(nèi)容有利于前兩個(gè)目的，而且我認(rèn)為它同樣有利于第三個(gè)目的。為了清楚地表達(dá)想法并讓學(xué)生深入了解學(xué)習(xí)內(nèi)容，本書強(qiáng)調(diào)直覺動(dòng)機(jī)并用例子進(jìn)行說明。我更喜歡那些容易理解的論點(diǎn)，而不是那些簡潔優(yōu)雅但概念困難的論點(diǎn)。我準(zhǔn)確地陳述了定義和定理，并給出了證明的動(dòng)機(jī)，但通常省略了常規(guī)和乏味的細(xì)節(jié)。出于教學(xué)原因，我相信這是可取的。許多證明是歸納法或反證法的乏味應(yīng)用，區(qū)別僅在于針對(duì)特定問題時(shí)有所不同。詳細(xì)敘述這些論證過程不僅沒有必要，而且會(huì)干擾全書的節(jié)奏。因此，有相當(dāng)一部分證明是簡短的，堅(jiān)持完整性的人可能會(huì)認(rèn)為缺少細(xì)節(jié)。但這不是缺點(diǎn)，數(shù)學(xué)技能不是閱讀他人證明的副產(chǎn)品，而是來自對(duì)問題本質(zhì)的思考，發(fā)現(xiàn)適合闡明觀點(diǎn)的想法，然后精確地付諸實(shí)施。后者當(dāng)然只能通過學(xué)習(xí)來實(shí)現(xiàn)，本教材給這種實(shí)踐提供了非常合適的起點(diǎn)。 計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)的學(xué)生有時(shí)可能認(rèn)為計(jì)算理論課程過于抽象且沒有實(shí)際意義。要說服他們不這樣想，就需要利用他們的特殊興趣和特別優(yōu)勢，例如在處理難解問題時(shí)的韌性和創(chuàng)造力。正因如此，我強(qiáng)調(diào)以解決問題的方式來學(xué)習(xí)。 “以解決問題的方式”的意思是學(xué)生主要通過問題型示例來學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，這些示例揭示了概念背后的動(dòng)機(jī)，以及它們與定理和定義的聯(lián)系。同時(shí)，這些例子也有困難的一面，學(xué)生需要為此找到解決方法。在這種方式中，練習(xí)是學(xué)習(xí)過程的重要部分。每章中的練習(xí)題旨在說明和突出學(xué)習(xí)內(nèi)容，并提高不同層次學(xué)生解決問題的能力。一些練習(xí)題相當(dāng)簡單，可用在課堂討論中，讓學(xué)生求解一兩步。其他練習(xí)題則非常困難，即使對(duì)*優(yōu)秀的學(xué)生也具有挑戰(zhàn)性。精心選取的練習(xí)題可以成為非常有效的教學(xué)工具。無須要求學(xué)生解決所有問題，而應(yīng)該選用那些支持課程目標(biāo)和教師觀點(diǎn)的問題。計(jì)算機(jī)科學(xué)課程在各大學(xué)中不盡相同，有些大學(xué)強(qiáng)調(diào)理論，而另一些幾乎完全面向?qū)嶋H應(yīng)用。我相信本書可以服務(wù)于這兩種極端情況中的任何一種，前提是根據(jù)學(xué)生的知識(shí)背景和學(xué)習(xí)興趣精心選擇練習(xí)題。同時(shí)，教師需要告知學(xué)生他們所期望的抽象程度，尤其是證明題。當(dāng)我說“證明”或“論證”時(shí)，我的意思是學(xué)生應(yīng)該考慮如何構(gòu)建證明，然后給出明確的論證過程。這種證明的正式程度需要由教師決定，并且應(yīng)該在課程的早期向?qū)W生指明。 本書的內(nèi)容適合一個(gè)學(xué)期的課程，可以講授大部分內(nèi)容，盡管有必要明確一些重點(diǎn)。在我的課堂上，我通常會(huì)簡化證明過程，只給出使結(jié)果合理的必要步驟，然后讓學(xué)生自己閱讀其余部分。不過總的來說，要想后面不出現(xiàn)可能的困難，也沒有多少內(nèi)容可以被完全跳過。部分標(biāo)有星號(hào)的章節(jié)是可以略過的，不會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)后續(xù)內(nèi)容有影響。然而，大部分內(nèi)容是必不可少的，應(yīng)當(dāng)涵蓋在內(nèi)。 附錄 B 簡要介紹了 JFLAP，這是一種交互式工具軟件，可從 www.jflap.org 免費(fèi)獲 得，對(duì)本書內(nèi)容的學(xué)習(xí)和教學(xué)都有很大幫助。它有助于理解概念，并在實(shí)際構(gòu)建練習(xí)解決 方案時(shí)節(jié)省大量時(shí)間。我強(qiáng)烈建議將 JFLAP 納入課程。 本書有兩項(xiàng)重要新增。一是大量新的練習(xí)題，收集在章節(jié)末尾的“入門練習(xí)題”下，以區(qū)別于已有的練習(xí)題。這些新練習(xí)題大多非常簡單，只需要對(duì)概念有所理解。它們的目的是作為過渡到更困難練習(xí)題的橋梁。教師可以決定哪些學(xué)生需要完成這些新練習(xí)題。第 6 版的第 1 ～ 14 章加上新的練習(xí)題，重組為本書的理論部分。 二是應(yīng)用部分中新增了大量的內(nèi)容，討論關(guān)于編譯器構(gòu)造的一些重要問題。這些新內(nèi)容可以回答學(xué)生常問的問題，例如“這個(gè)理論如何應(yīng)用于計(jì)算機(jī)科學(xué)的大部分實(shí)際問題”或 “為什么必須要知道這些抽象的東西”。我們希望本書已經(jīng)對(duì)這些問題給出了滿意的回答。 如何將這些內(nèi)容整合到現(xiàn)有課程中？教學(xué)時(shí)間較為緊張的教師可以將應(yīng)用部分留給有興趣的學(xué)生作為推薦閱讀內(nèi)容。但是這些內(nèi)容對(duì)許多學(xué)生來說很重要并且很有吸引力，所以建議嘗試在課堂上講授。理論部分介紹了計(jì)算理論的幾個(gè)主要方面，但也并非所有內(nèi)容都必不可少。不僅是加星號(hào)的章節(jié)，后面的很多章節(jié)都可以略講或完全不講，而不會(huì)影響連貫性。這樣可能會(huì)為應(yīng)用部分騰出一周左右的時(shí)間。這種教學(xué)安排可以使許多學(xué)生受益：對(duì)于那些未學(xué)過編譯課程的人，將對(duì)編譯器設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容有所了解；對(duì)于學(xué)過的人來說，則將對(duì)稍后詳細(xì)介紹的內(nèi)容有初步了解。 Peter Linz

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形式語言與自動(dòng)機(jī)導(dǎo)論(原書第7版) 目錄

目錄
譯者序
前言
理論部分
第 1 章計(jì)算理論概論　　　　　　 2
1.1 數(shù)學(xué)預(yù)備知識(shí)和符號(hào)表示　　　 3
1.1.1 集合　　　　　　　　　3
1.1.2 函數(shù)和關(guān)系　　　　　　　5
1.1.3 圖和樹　　　　　　　 8
1.1.4 證明方法　　　　　　　 9
1.2 三個(gè)基本概念　　　　　　　15
1.2.1 語言　　　　　　　　　15
1.2.2 文法　　　　　　　　 19
1.2.3 自動(dòng)機(jī)　　　　　　　 24
1.3 應(yīng)用 *　　　　　　　　 27
第 2 章有窮自動(dòng)機(jī)　　　　　　　 33
2.1 確定的有窮接受器　　　　　 33
2.1.1 確定的接受器和轉(zhuǎn)移圖　　 34
2.1.2 語言和 DFA 的語言　　　　36
2.1.3 正則語言　　　　　　 40
2.2 非確定的有窮接受器　　　　 44
2.2.1 非確定的接受器的定義　　 44
2.2.2 為什么需要非確定性？　　 48
2.3 確定與非確定的有窮接受器的
等價(jià)性　　　　　　　　 51
2.4 減少有窮自動(dòng)機(jī)中狀態(tài)的
化簡 *　　　　　　　　 58
第 3 章正則語言和正則文法　　　　 64
3.1 正則表達(dá)式.　　　　　　　64
3.1.1 正則表達(dá)式的形式定義　　 64
3.1.2 正則表達(dá)式所關(guān)聯(lián)的語言　　 65
3.2 正則表達(dá)式和正則語言的
聯(lián)系　　　　　　　　　　70
3.2.1 正則表達(dá)式表示正則語言　　 70
3.2.2 正則語言的正則表達(dá)式　　 72
3.2.3 描述簡單模式的正則表達(dá)式　 77
3.3 正則文法　　　　　　　　 80
3.3.1 左線性文法和右線性文法　　 80
3.3.2 右線性文法生成正則語言　　 81
3.3.3 正則語言的右線性文法　　 83
3.3.4 正則語言和正則文法的
等價(jià)性　　　　　　　　 85
第 4 章正則語言的性質(zhì)　　　　　 89
4.1 正則語言的封閉性　　　　　 90
4.1.1 簡單集合運(yùn)算的封閉性　　 90
4.1.2 其他運(yùn)算的封閉性　　　　 92
4.2 正則語言的基本問題　　　　 99
4.3 識(shí)別非正則語言　　　　　　102
4.3.1 鴿巢原理的使用　　　　　102
4.3.2 泵引理　　　　　　 103
第 5 章上下文無關(guān)語言　　　　　　113
5.1 上下文無關(guān)文法　　　　　　114
5.1.1 上下文無關(guān)文法示例　　　 114
5.1.2 *左推導(dǎo)和*右推導(dǎo)　　　 116
5.1.3 推導(dǎo)樹　　　　　　 117
5.1.4 句型和推導(dǎo)樹的關(guān)系　　　 119
5.2 解析和歧義性　　　　　　 123
5.2.1 解析和成員資格　　　　　123
5.2.2 文法和語言的歧義性　　　 127
5.3 上下文無關(guān)文法和程序設(shè)計(jì)
語言　　　　　　　　　 132
第 6 章上下文無關(guān)文法的化簡和
范式　　　　　　　　　　135
6.1 文法轉(zhuǎn)換的方法　　　　　　136
6.1.1 有用的代入規(guī)則　　　　　136
6.1.2 消除無用的產(chǎn)生式　　　 138
6.1.3 消除 λ-產(chǎn)生式　　　　 141
6.1.4 消除單元產(chǎn)生式　　　　　143
6.2 兩種重要的范式　　　　　　149
6.2.1 喬姆斯基范式　　　　　150
6.2.2 格雷巴赫范式　　　　　152
6.3 上下文無關(guān)文法的成員資格
判定算法 *　　　　　　　 156
第 7 章下推自動(dòng)機(jī)　　　　　　 159
7.1 非確定的下推自動(dòng)機(jī)　　　 160
7.1.1 下推自動(dòng)機(jī)的定義　　　 160
7.1.2 下推自動(dòng)機(jī)接受的語言　　　163
7.2 下推自動(dòng)機(jī)和上下文無關(guān)
語言　　　　　　　　　 168
7.2.1 上下文無關(guān)語言對(duì)應(yīng)的下推
自動(dòng)機(jī)　　　　　　 168
7.2.2 下推自動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的上
下文無關(guān)文法　　　　　　173
7.3 確定的下推自動(dòng)機(jī)和確定的
上下文無關(guān)語言　　　　　　179
7.4 確定的上下文無關(guān)語言的
文法 *　　　　　　　　　184
第 8 章上下文無關(guān)語言的性質(zhì)　　　 188
8.1 兩個(gè)泵引理　　　　　　 188
8.1.1 上下文無關(guān)語言的泵引理　 189
8.1.2 線性語言的泵引理　　　 192
8.2 上下文無關(guān)語言的封閉性
和判定算法　　　　　　 196
8.2.1 上下文無關(guān)語言的封閉性　 197
8.2.2 上下文無關(guān)語言的一些可判
定性質(zhì)　　　　　　 200
第 9 章圖靈機(jī)　　　　　　　　　204
9.1 標(biāo)準(zhǔn)的圖靈機(jī)　　　　　　 204
9.1.1 圖靈機(jī)的定義　　　　　205
9.1.2 作為語言接受器的圖靈機(jī)　 209
9.1.3 作為轉(zhuǎn)換器的圖靈機(jī)　　　 212
9.2 完成復(fù)雜任務(wù)的組合圖靈機(jī)　218
9.3 圖靈論題　　　　　　　　　222
第 10 章圖靈機(jī)的其他模型　　　　 225
10.1 對(duì)圖靈機(jī)的小改動(dòng)　　　　 225
10.1.1 自動(dòng)機(jī)類的等價(jià)性　　　　226
10.1.2 可駐停圖靈機(jī)　　　　226
10.1.3 半無窮帶圖靈機(jī)　　　　 228
10.1.4 離線圖靈機(jī)　　　　　　 229
10.2 具有更復(fù)雜存儲(chǔ)的圖靈機(jī)　　232
10.2.1 多帶圖靈機(jī)　　　　　　 232
10.2.2 多維圖靈機(jī)　　　　　　 234
10.3 非確定的圖靈機(jī)　　　　　 236

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形式語言與自動(dòng)機(jī)導(dǎo)論(原書第7版) 作者簡介

彼得·林茨（Peter Linz）
加利福尼亞大學(xué)戴維斯分校計(jì)算機(jī)科學(xué)系榮休教授。他的研究重點(diǎn)是數(shù)值分析理論，致力于構(gòu)建可靠的數(shù)值方法并將其用于科學(xué)計(jì)算中問題求解環(huán)境的設(shè)計(jì)。除本書外，他還著有Exploring Numerical Methods: An Introduction to Scientific Computing。他擁有威斯康星大學(xué)博士學(xué)位。
蘇珊·H. 羅杰（Susan H. Rodger）
杜克大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)實(shí)踐教授。她的主要貢獻(xiàn)是開發(fā)了大量用于理論計(jì)算機(jī)科學(xué)教育的可視化和交互軟件，其中，JFLAP軟件被世界各地的大學(xué)用于形式語言與自動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。她曾獲得2023年ACM SIGCSE計(jì)算機(jī)科學(xué)教育杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)，2019年IEEE計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)Taylor L. Booth教育獎(jiǎng)，2013年ACM Karl V. Karlstrom杰出教育家獎(jiǎng)，2019年杜克大學(xué)三一學(xué)院David和Janet Vaughn Brooks杰出教學(xué)獎(jiǎng)。她擁有普渡大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)博士學(xué)位。

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