Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Automata and Petri Nets
Course of study:
2019/2020
Code:
AMAT-2-027-MU-s
Faculty of:
Applied Mathematics
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Insurance Mathematics
Field of study:
Mathematics
Semester:
0
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr hab. Foryś Wit (foryswit@wms.mat.agh.edu.pl)
Module summary
Pojęcia i struktury matematyczne stosowane w teorii języków formalnych i automatów.
Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 umie ocenić stopień zrozumienia przez siebie problemu i brakujące elementy rozumowania MAT2A_K01, MAT2A_K07, MAT2A_K02 Activity during classes,
Oral answer
Skills: he can
M_U001 Potrafi rozwiązać algorytmicznie problemy z zakresu automatów, gramatyk i językow odpowiadajacych hierarchi Chomsky’ego MAT2A_U07, MAT2A_U01, MAT2A_U03 Activity during classes,
Test,
Oral answer
M_U002 Potrafi rozpoznać problemy rozstrzygalne i nierozstrzygalne z zakresu automatów, gramatyk i językow odpowiadajacych hierarchi Chomsky’ego MAT2A_U19, MAT2A_U21, MAT2A_U01, MAT2A_U13, MAT2A_U03 Activity during classes,
Test,
Oral answer
M_U003 potrafi zaproponować rozwiązanie problemu, także algorytmicznego, z zakresu automatów, gramatyk i językow odpowiadajacych hierarchi Chomsky’ego MAT2A_U07, MAT2A_U01, MAT2A_U03 Activity during classes,
Test,
Oral answer
Knowledge: he knows and understands
M_W001 zna klasy automatów i gramatyk odpowiadające klasom języków hierarchii Chomsky’ego oraz ich wlasności MAT2A_W11, MAT2A_W06, MAT2A_W10, MAT2A_K05 Activity during classes,
Test,
Oral answer
M_W002 zna klasy języków wystepujace w hierarchii Chomsky’ego i ich wlasnosci MAT2A_W10, MAT2A_K05, MAT2A_W07 Activity during classes,
Test,
Oral answer
M_W003 zna podstawowe pojęcia i struktury matematyczne stosowane w teorii języków formalnych i automatów MAT2A_W11, MAT2A_W01, MAT2A_W02, MAT2A_U02 Activity during classes,
Oral answer,
Test
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
60 30 30 0 0 0 0 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 umie ocenić stopień zrozumienia przez siebie problemu i brakujące elementy rozumowania + + - - - - - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi rozwiązać algorytmicznie problemy z zakresu automatów, gramatyk i językow odpowiadajacych hierarchi Chomsky’ego + + - - - - - - - - -
M_U002 Potrafi rozpoznać problemy rozstrzygalne i nierozstrzygalne z zakresu automatów, gramatyk i językow odpowiadajacych hierarchi Chomsky’ego + + - - - - - - - - -
M_U003 potrafi zaproponować rozwiązanie problemu, także algorytmicznego, z zakresu automatów, gramatyk i językow odpowiadajacych hierarchi Chomsky’ego + + - - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 zna klasy automatów i gramatyk odpowiadające klasom języków hierarchii Chomsky’ego oraz ich wlasności + + - - - - - - - - -
M_W002 zna klasy języków wystepujace w hierarchii Chomsky’ego i ich wlasnosci + + - - - - - - - - -
M_W003 zna podstawowe pojęcia i struktury matematyczne stosowane w teorii języków formalnych i automatów + + - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 101 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 h
Preparation for classes 14 h
Realization of independently performed tasks 20 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 5 h
Module content
Lectures (30h):
  1. Wiadomości wstępne

    WYKŁADY

    Alfabet, słowo, język – elementy teorii półgrup; półgrupy i monoidy wolne.

  2. Języki regularne

    Automat skończenie stanowy; automat minimalny i algorytmy; automaty deterministyczne i niedeterministyczne; algorytm determinizacji; własności języków regularnych; lemat o pompowaniu i języki nieregularne; wyrażenia regularne i algorytmy; twierdzenie Kleenego; problemy rozstrzygalności.

  3. Języki bezkontekstowe

    Własności języków bezkontekstowych, gramatyka – postać Chomsky’ego i Greibach oraz algorytmy upraszczania; automat ze stosem; równoważność gramatyki bezkontekstowej i automatu ze stosem – algorytmy; lemat o pompowaniu i języki, które nie są bezkontekstowe; jednoznaczność, problem przynależności i algorytm CYK; problemy rozstrzygalności.

  4. Sieci Petriego

    Wiadomości wstępne. Miejsca i tranzycje – reguły odpalania; przykłady modelowania przy wykorzystaniu sieci (przetwarzanie równoległe, protokoły komunikacji dla przepływu danych, synchronizacja, układy multiprocesorów).

  5. Systemy produkcji

    Modelowanie, analiza i zarządzanie systemami produkcyjnymi – „case study” – systemy cykliczne (linia produkcyjna, system składająco/rozkładający, hala produkcyjna) – systemy acykliczne (short-term planning, scheduling).

  6. Gramatyki – model obliczeń; hierarchia Chomsky'ego.
Auditorium classes (30h):
Program ćwiczeń laboratoriów pokrywa się z programem wykładów

Rozwiązywanie problemów, implementacja algorytmów,realizacja małych projektów ilustrujących treści przekazywanych na kolejnych wykładach.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Auditorium classes: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

dwa zaliczenia poprawkowe

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Auditorium classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci przystępując do ćwiczeń są zobowiązani do przygotowania się w zakresie wskazanym każdorazowo przez prowadzącego (np. w formie zestawów zadań). Ocena pracy studenta może bazować na wypowiedziach ustnych lub pisemnych w formie kolokwium, co zgodnie z regulaminem studiów AGH przekłada się na ocenę końcową z tej formy zajęć.
Method of calculating the final grade:

zaliczenie

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Wg indywidualnych ustaleń między prowadzącym a studentem.

Prerequisites and additional requirements:

Prerequisites and additional requirements not specified

Recommended literature and teaching resources:
  1. M.Foryś, W.Foryś, Teoria automatów i języków formalnych – AOW EXIT, Warszawa 2005
  2. J.E.Hopcroft, J.D.Ulman, Introduction to automata theory, languages and computing, Addison-Wesley, 1979 – dostępna w języku polskim
  3. J.M.Proth, X.Xie – Petri Nets, A Tool for Design and Management of Manufacturing Systems , J.Wiley&Sons, 1996
Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

1. Foryś, Wit; Matyja, Janusz; On one-sided, topologically mixing cellular automata, having continuum of fixed points and topological entropy log(n) for any integer n>1; J. Cell. Autom. 9, No. 1, 37-58 (2014).

2. Foryś, Wit; Matyja, Janusz; On one-sided, D-chaotic cellular automaton, having continuum of fixed points and topological entropy log(3); J. Cell. Autom. 8, No. 3-4, 131-146 (2013).

3. Foryś, Wit; Matyja, Janusz; On one-sided, D-chaotic cellular automata, having continuum of fixed points and topological entropy log(p) for any prime p>3; J. Cell. Autom. 7, No. 4, 303-319 (2012).

4. Foryś, Wit; Oprocha, Piotr; Infinite traces and symbolic dynamics – the minimal shift case;
Fundam. Inform. 111, No. 2, 147-161 (2011).

Additional information:

None