Co je deterministický konečný automat?
Deterministické konečné automaty (neboli DFA) jsou konečné stavové automaty, které přijímají nebo odmítají řetězce znaků jejich rozborem prostřednictvím posloupnosti, která je jednoznačně určena každým řetězcem.
Termín „deterministický“ odkazuje na skutečnost, že každý řetězec, a tedy i každá stavová posloupnost, je jedinečná. V automatu DFA je řetězec znaků analyzován prostřednictvím automatu DFA a každý vstupní symbol přejde do dalšího stavu, který lze určit.
Těmto automatům se říká konečné, protože existuje omezený počet možných stavů, kterých lze dosáhnout. Konečný automat se nazývá deterministický pouze tehdy, pokud může splnit obě podmínky. DFA se od nedeterministických automatů liší tím, že tyto automaty mohou přecházet do více než jednoho stavu najednou a být aktivní ve více stavech najednou.
V praxi se DFA skládají z pěti komponent (ačasto se označují množinou pěti symbolů známou jako 5-tuple). Mezi tyto složky patří:
- Konečný počet stavů
- Soubor symbolů známý jako abeceda, rovněž s konečným počtem
- Funkce, která pro každý symbol obsluhuje přechod mezi stavy
- Počáteční počáteční stav, ve kterém je zadán nebo zpracován první vstup
- Konečný stav nebo stavy, tzv. přijímací stavy.
Podívejte se na Sisense v akci:
Prozkoumat Dashboard
Jak mohu použít deterministické konečné automaty?
Ačkoli byly původně vytvořeny jako abstraktnímatematické modely, DFA se dnes rozšířily jak v počítačové, tak v datové vědě. Konečné automaty používá většina překladačů počítačových jazyků jako pomoc při analýze a přípravě kódu pro skutečné použití. Kromě toho se hojně používají v systémech zpracování jazyků, včetně zpracování přirozených jazyků, aby pomohly programům pochopit, jak reagovat na neobvyklé a různorodé vstupy.
DFA jsou díky své neschopnosti aktivně obývat více stavů najednou také nezbytné ve všech oblastech, od algoritmů pro rozpoznávání hesel (pro určení, zda je uživatelův vstup správný nebo nesprávný) až po algoritmy pro filtrování a dokonce i v aplikacích pro zpracování textu. V datové vědě lze základní deterministické konečné automaty použít jako třídicí nástroje při budování datových skladů a dalších systémů pro ukládání dat.
Rozborem dat při jejich příchodu a určením jejich správného umístění může DFA automatizovat velkou část třídění, a to výrazně rychleji než ruční provedení této úlohy. V kombinaci s nedeterministickým konečným automatem (neboli NFA) mohou datové sklady také zjišťovat, zda data patří do více než jednoho umístění. DFA a NFA lze použít i samostatně a vytvořit tak mnohem širší a efektivnější řešení.
Podívejte se na Sisense v akciZpět na glosář