Што да фармальным мовах можна аднесці? прыклады выкарыстання

Што такое фармальны мову і чым ён адрозніваецца ад натуральнага? Як ён фарміраваўся? Што да фармальным мовах можна аднесці? І што выкарыстоўваецца для яго абазначэння?

Характарыстыка фармальных моў

Так называюць групу штучных моў, якія характарызуюцца дакладнымі правіламі адносна пабудовы выразаў, а таксама іх разумення. Да фармальным мовах можна аднесці сістэмы, якія выкарыстоўваюцца для прыкладных мэтаў. Яны будуюцца з захаваннем дакладных правілаў, забяспечваюць несупярэчны, кампактнае і дакладнае адлюстраванне адносін і ўласцівасцяў якая вывучаецца прадметнай вобласці або мадэляваных аб'ектаў. Значэнне і сэнс выкарыстоўваюцца знакаў не можа змяніцца ад нейкіх прагматычных асаблівасцяў (кантэксту выкарыстання). Гэта магчыма дзякуючы прысутнасці ў фармальных мовах правілаў сінтаксічнага пераўтварэння і семантычнай інтэрпрэтацыі. Часта яны будуюцца пры выкарыстанні ў якасці базы матэматыкі. Дзякуючы таму, што ў ёй, на ўсім прамежку развіцця, выкарыстоўваліся розныя сімвалічныя абазначэнні, якія ўжываліся да розных паняццях і аб'ектам. Вось для чаго патрэбныя фармальныя мовы. Яны дазваляюць значна скарачаць дадзеныя. Раней нароўні з фармальным выкарыстоўваліся і натуральныя мовы, але з паступовым ускладненнем прадмета і неабходнасцю здзяйсняць строгі лагічны аналіз матэматычных меркаванняў было прынята рашэнне адмовіцца ад апошніх. Дадзены працэс расцягнуўся з XVII па ХХ стагоддзе. Менавіта мінулае стагоддзе лічыцца найбольш плённым з пункту развіцця фармальных моў. Былі створаны розныя спецыяльныя адгалінаванні. Так, для інфарматыкі асаблівае значэнне маюць мовы праграмавання і алгебры логікі, прычым не толькі з тэарэтычнай, але і з практычнага пункту гледжання.

вызначэнне

Што да фармальным мовах можна аднесці, мы ўжо коратка растлумачылі. Але што можна сказаць пра іх саміх? Фармальнай мовам даецца шмат розных азначэнняў. Каб пералічыць іх усё, сыдзе шмат часу, таму азнаёмімся з самымі папулярнымі:

1. Просты пералік слоў, якія ўваходзяць у дадзены мова - звычайна так кажуць адносна канчатковага тыпу пабудовы і пра тыя з іх, што маюць простую структуру.
2. Словы, спароджаныя пэўнай фармальнай граматыкай.
3. Структура, створаная рэгулярнымі выразамі.
4. Словы, спароджаныя БНФ-канструкцыяй.
5. Структура, распазнаваць канчатковым аўтаматам.

Давайце разгледзім на прыкладзе. Дапусцім, у нас ёсць ўвесь алфавіт, зададзены двума лічбамі: 1 і 0. Для адлюстравання літары "О" мы выкарыстоўваем камбінацыю 1010001. Гэта і ёсць прымяненне фармальнага мовы. Таксама магчыма выкарыстанне пустога слова (калі радок мае нулявую даўжыню і ў ёй нічога няма) з асаблівым пазначэннем ў звыклым для нас выглядзе. Але больш дэталёва зразумець, што такое фармальны мову, дапамогуць 4 прыкладу, якія будуць прыведзены далей. Для чаго гэта трэба? Каб у чытача было разуменне, што да фармальным мовах можна аднесці. Але яшчэ трохі пра тое, як яны ствараюцца.

Канструяванне фармальных моў

Кожны фармальны мова з'яўляецца канструкцыяй, якая была створана калісьці і кімсьці. Будуюцца яны звычайна па адной схеме:

1. Для пачатку выбіраюць алфавіт ці нейкую сукупнасць пэўных сімвалаў, з якіх і будуць будавацца выразы, якія ўжываюцца ў мове. Да фармальным мовам адносіцца любы спосаб праграмавання з дапамогай кампутара.
2. Апісвае сінтаксіс, то ёсць асаблівасці і правілы, па якіх будуць будавацца асэнсаваныя прапановы.
3. Па пэўных правілах складаюцца словы і выразы. Тут існуе правіла: любая паслядоўнасць літар павінна мець магчымасць лічыцца словам.

Да фармальным мовам ставіцца любая канструкцыя, якая мае выразныя правілы - гэта варта запомніць. Пры пабудове існуюць некаторыя асаблівасці. Так, паняцце «сімвал» вельмі шматфункцыянальна з пункту гледжання сэнсавай нагрузкі, таму ў масе сваёй выкарыстоўваюць такі тэрмін як «літара». Але пад імі могуць разумець не толькі звычайныя для нас абазначэння, але і дужкі, спецыяльныя знакі і многае іншае. Ставіцца гэта толькі да фармальным мовам.

прыклад 1

Давайце пачнем з 1 і 0. У такіх выпадках выкарыстоўваюць яшчэ паняцця "тэрм» і «формула». Першы выступае ў якасці аналага імя аб'екта і выкарыстоўваецца для абазначэння чагосьці пэўнага. У першую чаргу пад імі разумеюць канстанты і прадметныя зменныя. З іх, у сваю чаргу, будуюцца больш складаныя канструкцыі, для чаго выкарыстоўваецца ужывальная ў нейкай мове функцыя. Пад формулай разумеюць групу тэрмы, прымяненне якой у пэўным мове праграмавання з'яўляецца магчымым. Дадзенае «ўказанне» будзе апрацавана, і чалавек атрымае неабходны вынік.

прыклад 2

Разгледзім на прыкладзе логікі, у якой ёсць інверсія (¬), дизъюнкция (∧), конъюнкция (∨) і імплікацыі (⇒) і шэраг іншых. У якасці вобразаў можна прывесці такія запісы:

1. А;
2. А∧В ⇒ ¬А
3. ¬ (А∨¬С)

У якасці сімвалаў А, У, З падстаўце зменныя і вы атрымаеце лагічныя аперацыі. Дзе прымяняюцца фармальныя мовы падобнага тыпу? Шырокае выкарыстанне падобны механізм знайшоў у мовах праграмавання, матэматыцы, адносінах, лагічных і матэматычных функцыях або асобных частках, якія былі апісаны самім праграмістам.

прыклад 3

Давайце разгледзім больш складаную лагічную формулу:

¬ (А∨¬С) ⇔ ¬А∧С = 1

Вось навошта патрэбныя фармальныя мовы. Уявіце што было б, калі гэта апісвалася словамі? А цяпер, абапіраючыся на формулу, будзем выводзіць высновы. Асэнсаваныя выразы можна атрымаць у фармальным мове толькі тады, калі выконваюцца загадзя пэўныя правілы адукацыі, змены і «разумення» формул і тэрма, з якіх яны складаюцца:

1. Пабудова тэрм і формул;
2. Прапрацоўка семантычнага аспекту і інтэрпрэтацыя;
3. Парадак прытрымлівання адных формул і тэрм з іншых.

У кожным фармальным мове павінна быць добра прапрацавана сукупнасць гэтых правілаў.

прыклад 4

Дзякуючы наяўнасці ў сінтаксісе мовы правілы вываду для тэрма і формул можна выконваць ізаморфныя пераўтварэнні мадэляў. Так будзе праводзіцца не толькі адлюстраванне (рэпрэзентацыя) пэўнай сукупнасці ведаў, што ўжо ёсць, але і, магчыма, атрыманне новай інфармацыі. Прычым пераўтварэнне, хоць і будзе адбывацца па выразным і строгім правілах, цалкам можна аўтаматызаваць. Падобныя тэхналогіі ўжываюцца ў экспертных сістэмах, базах ведаў і праграмных прадуктах падтрымкі прыняцця рашэнняў.

заключэнне

Фармальныя мовы знайшлі шырокае прымяненне ў навуцы, асабліва ў тэхніцы. Падчас правядзення навуковага даследавання або пры ажыццяўленні практычнай дзейнасці яны могуць узаемадзейнічаць з натуральнымі, з прычыны значных выразных здольнасцяў апошняга. Але ўсё ж фармальныя мовы дазваляюць больш дакладна перадаць веды і праводзіць аб'ектыўны абмен інфармацыяй, назапашанай чалавецтвам.