Mi az a determinisztikus véges automata?
A determinisztikus véges automaták (vagy DFA) olyan véges állapotú gépek, amelyek karakterláncokat fogadnak el vagy utasítanak el egy olyan szekvencián keresztül, amelyet minden egyes karakterlánc egyedileg meghatároz.
A “determinisztikus” kifejezés arra utal, hogy minden karakterlánc, és így minden állapotsorozat egyedi. Egy DFA-ban egy szimbólumsorozatot egy DFA-automatán keresztül elemezünk, és minden bemeneti szimbólum a következő meghatározható állapotba lép.
Ezeket az automatákat végesnek nevezzük, mert korlátozott számú lehetséges állapotot lehet elérni. Egy véges automatát csak akkor nevezünk determinisztikusnak, ha mindkét feltételnek képes megfelelni. A DFA-k abban különböznek a nemdeterminisztikus automatáktól, hogy az utóbbiak egyszerre több állapotba is képesek átmenni, és egyszerre több állapotban is aktívak lehetnek.
A gyakorlatban a DFA-k öt komponensből állnak (és gyakran egy öt szimbólumból álló halmazzal, az úgynevezett 5-tuplával jelölik őket). Ezek a komponensek a következők:
- Egy véges számú állapot
- A szimbólumok ábécé néven ismert, szintén véges számú halmaza
- Egy függvény, amely az egyes szimbólumok közötti átmenetet működteti
- Egy kezdeti induló állapot, ahol az első bemenetet adjuk vagy feldolgozzuk
- Egy végső állapot vagy állapotok, az úgynevezett elfogadó állapotok.
Nézze meg a Sisense-t működés közben:
Explore Dashboard
Hogyan használhatom a determinisztikus véges automatákat?
Noha eredetileg absztraktmatematikai modellként jöttek létre, a DFA-k mára széles körben elterjedtek mind a számítástechnikában, mind az adattudományban. A véges automatákat a legtöbb számítógépes nyelvi fordítóprogram használja a kód elemzése és tényleges használatra való előkészítése során. Ezenkívül széles körben használják őket a nyelvfeldolgozó rendszerekben, beleértve a természetes nyelvek feldolgozását is, hogy segítsék a programokat abban, hogy megértsék, hogyan reagáljanak az egyedi és változatos bemenetekre.
ADFA-k, mivel nem képesek egyszerre több állapotot is aktívan elfoglalni, a jelszófelismerő algoritmusoktól kezdve (annak megállapítására, hogy a felhasználó bevitele helyes vagy helytelen) a szűrő algoritmusokon át a szövegfeldolgozó alkalmazásokig mindenben nélkülözhetetlenek. Az adattudományban az alapvető determinisztikus véges automaták adattárházak és más tárolórendszerek építése során rendezési eszközként használhatók.
Az adatok érkezésekor történő elemzése és a megfelelő helyük meghatározása révén egy DFA automatizálhatja a rendezés nagy részét, és ezt lényegesen gyorsabban teheti, mintha kézzel végezné a feladatot. Egy nemdeterminisztikus véges automatával (vagy NFA-val) kombinálva az adattárházak azt is meg tudják állapítani, hogy az adatok egynél több helyre tartoznak-e. A DFA és az NFA külön-külön is használható egy sokkal szélesebb körű és hatékonyabb megoldás létrehozásához.
Lásd a Sisense-t működés közbenBack to Glossary