En informatique théorique, l'objectif de la théorie des automates est de proposer des modèles de mécanismes mathématiques qui formalisent les méthodes de calcul.
Cette théorie est le fondement de plusieurs branches importantes de l'informatique théorique, comme :
La calculabilité, par le modèle des machines de Turing ;
Les automates finis, et leurs variantes, qui sont utilisés dans l'analyse des langues naturelles, la traduction des programmes par les compilateurs, divers algorithmes de manipulation de textes comme les algorithmes de recherche de sous-chaîne, ou la vérification automatique du fonctionnement de circuits logiques;
La théorie de la complexité des algorithmes, visant à classifier les algorithmes en fonction des ressources temporelles et en mémoire nécessaires à leur exécution ;
La vérification de modèle qui sert à établir la conformité de programmes à leurs spécifications. Voir par exemple Coq.
Les automates n'ont pas d'existence physique, mais sont un modèle abstrait.
thumb|Une façon de voir une machine de Turing.
Un alphabet est un ensemble quelconque. Ses éléments sont appelés lettres ou symboles. Les lettres n’ont pas de propriétés particulières. On demande seulement de savoir tester si deux lettres sont égales ou différentes.
Parmi les exemples d'alphabets, il y a bien sûr l’alphabet latin, et tous les alphabets des langues naturelles. Il y a aussi l’alphabet binaire, composé des symboles 0 et 1, l’alphabet hexadécimal, l’alphabet des acides aminés, etc. En informatique, on rencontre l’alphabet des lexèmes, c’est-à-dire des unités syntaxiques résultant de l’analyse lexicale d’un programme.
Un mot ou une chaîne sur un alphabet est une suite finie
d'éléments de . On écrit plutôt
L'entier est la longueur du mot. Il existe un seul mot de longueur 0, appelé le mot vide, et noté souvent . Le produit de concaténation de deux mots
et
est le mot
obtenu par juxtaposition des deux mots. Le produit de concaténation est associatif, le mot vide est l'élément neutre pour cette opération, ce qui fait de l'ensemble des mots sur l'alphabet un monoïde.
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This course constitutes an introduction to theory of computation. It discusses the basic theoretical models of computing (finite automata, Turing machine), as well as, provides a solid and mathematica
We will give an overview of the field of Artificial Life (Alife). We study questions such as emergence of complexity, self-reproduction, evolution, both through concrete models and through mathematica
thumb|upright=2|Fig. 1 : Une hiérarchie d'automates. Un automate fini ou automate avec un nombre fini d'états (en anglais finite-state automaton ou finite state machine ou FSM) est un modèle mathématique de calcul, utilisé dans de nombreuses circonstances, allant de la conception de programmes informatiques et de circuits en logique séquentielle aux applications dans des protocoles de communication, en passant par le contrôle des processus, la linguistique et même la biologie.
En théorie des langages, les langages rationnels ou langages réguliers ou encore langages reconnaissables peuvent être décrits de plusieurs façons équivalentes : ce sont les langages décrits par les expressions régulières ou rationnelles, d'où le nom de langages réguliers ; ce sont les langages obtenus, à partir des lettres et de l'ensemble vide, par les opérations rationnelles, à savoir l'union, le produit et l'étoile de Kleene, d'où le nom de langages rationnels ; ce sont les langages reconnus par des auto
Un automate fini déterministe, parfois abrégé en AFD (en anglais deterministic finite automaton, abrégé en DFA) est un automate fini dont les transitions à partir de chaque état sont déterminées de façon unique par le symbole d'entrée. Un tel automate se distingue ainsi d'un automate fini non déterministe, où au contraire plusieurs possibilités de transitions peuvent exister simultanément pour un état et un symbole d'entrée donné.
This work describes a fast fully homomorphic encryption scheme over the torus (TFHE) that revisits, generalizes and improves the fully homomorphic encryption (FHE) based on GSW and its ring variants. The simplest FHE schemes consist in bootstrapped binary ...
Behavioral diversity seen in biological systems is, at the most basic level, driven by interactions between physical materials and their environment. In this context we are interested in falling paper systems, specifically the V-shaped falling paper (VSFP) ...
MIT PRESS2022
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We use results from communication complexity, both new and old ones, to prove lower bounds for unambiguous finite automata (UFAs). We show three results. 1) Complement: There is a language L recognised by an n-state UFA such that the complement language ...
Schloss Dagstuhl - Leibniz-Zentrum für Informatik2022