Qu’est-ce qu’un automate fini déterministe?
Les automates finis déterministes (ou DFA) sont des machines à états finis qui acceptent ou rejettent des chaînes de caractères en les analysant à travers une séquence qui est déterminée de manière unique par chaque chaîne.
Le terme « déterministe » fait référence au fait que chaque chaîne, et donc chaque séquence d’état, est unique. Dans un DFA, une chaîne de symboles est analysée par un automate DFA, et chaque symbole d’entrée passera au prochain état qui peut être déterminé.
Ces automates sont dits finis car il y a un nombre limité d’états possibles qui peuvent être atteints. Un automate fini n’est dit déterministe que s’il peut remplir les deux conditions. Les DFA diffèrent des automates non déterministes en ce que ces derniers sont capables de passer à plus d’un état à la fois et d’être actifs dans plusieurs états à la fois.
En pratique, les DFA sont constitués de cinq composants (et ils sont souvent désignés par un ensemble de cinq symboles appelé 5-tuple). Ces composants comprennent :
- Un nombre fini d’états
- Un ensemble de symboles appelé alphabet, lui aussi en nombre fini
- Une fonction qui opère la transition entre les états pour chaque symbole
- Un état initial de départ où la première entrée est donnée ou traitée
- Un ou plusieurs états finaux, appelés états d’acceptation.
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Comment puis-je utiliser les automates finis déterministes ?
Bien qu’ils aient été créés à l’origine comme des modèles mathématiques abstraits, les DFA sont aujourd’hui très répandus en informatique et en sciences des données. Les automates finis sont utilisés par la plupart des compilateurs de langage informatique pour aider à l’analyse syntaxique et à la préparation du code pour une utilisation réelle. En outre, ils sont largement utilisés dans les systèmes de traitement du langage, y compris dans le traitement du langage naturel, pour aider les programmes à comprendre comment répondre à des entrées uniques et variées.
Les ADF, en raison de leur incapacité à habiter activement plusieurs états à la fois, sont également essentiels dans tout, des algorithmes de reconnaissance de mots de passe (pour déterminer si l’entrée d’un utilisateur est correcte ou incorrecte) aux algorithmes de filtrage et même dans les applications de traitement de texte. En science des données, les automates finis déterministes de base peuvent être utilisés comme outils de tri lors de la construction d’entrepôts de données et d’autres systèmes de stockage.
En analysant les données au fur et à mesure qu’elles arrivent et en déterminant leur emplacement approprié, un DFA peut automatiser une grande partie du tri et le faire beaucoup plus rapidement que si la tâche était effectuée manuellement. Lorsqu’ils sont combinés à un automate fini non déterministe (ou NFA), les entrepôts de données peuvent également vérifier si les données appartiennent à plus d’un emplacement. Le DFA et le NFA peuvent être utilisés séparément pour créer une solution beaucoup plus large et efficace.
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