📄Работа №191816

Тема: РАЗРАБОТКА ТРЕНАЖЕРА «МИНИМИЗАЦИЯ КОНЕЧНЫХ АВТОМАТОВ»

Характеристики работы

Тип работы Дипломные работы, ВКР
Информационные системы
Предмет Информационные системы
📄
Объем: 61 листов
📅
Год: 2021
👁️
Просмотров: 49
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
ℹ️ Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.

📋 Содержание

АННОТАЦИЯ 4
ВВЕДЕНИЕ 6
1 Основные определения и обозначения 7
2 Минимизации автомата 11
2.1 Разбиение при помощи таблиц Pk 12
3 Описание тренажера «Минимизация конечных автоматов» 16
3.1 Логика работы тренажера 16
3.2 Проверка на изоморфизм в работе тренажера 18
3.3 Алгоритм проверки двух автоматов на изоморфизм 19
4 Описание программной реализации 21
4.1 Программная реализация тренажера «Минимизация конечных автоматов» 21
4.2 Программная реализация проверки двух автоматов на изоморфизм 25
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 26
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 27
Приложение А_Сертификат о прохождении курса «Математика в тестировании
дискретных систем» 29
Приложение Б_Исходный код тренажера «Минимизация конечных автоматов» 30
Приложение В_Исходный код программы для проверки двух автоматов на изоморфизм 54

📖 Аннотация

Работа посвящена разработке программного тренажера для освоения метода минимизации конечных автоматов. Актуальность исследования обусловлена дефицитом специализированных интерактивных инструментов для закрепления практических навыков в рамках дисциплин, связанных с теорией автоматов и проектированием дискретных систем, что было выявлено при анализе существующих образовательных ресурсов. В основе тренажера лежит классический алгоритм минимизации путем построения таблиц Pk, а для автоматической проверки решений пользователя дополнительно разработан и реализован на C++ алгоритм проверки двух детерминированных конечных автоматов на изоморфизм. Практическая значимость работы подтверждена внедрением готового веб-тренажера, созданного с использованием HTML, CSS и JavaScript, в учебный процесс кафедры информационных технологий в исследовании дискретных структур Томского государственного университета, а также его интеграцией в качестве тренировочного задания в онлайн-курс «Математика в тестировании дискретных систем» на платформах Coursera и Stepik. Теоретической основой послужили работы Василевского М.П. по вопросам автоматов, Шварцкоп В.А., касающиеся оптимизации композиции автоматов, и учебное пособие Евтушенко Н.В. по недетерминированным автоматам. Таким образом, разработанный тренажер представляет собой готовый образовательный инструмент, восполняющий существующий пробел и способствующий эффективному формированию компетенций в области минимизации конечных автоматов.

📖 Введение

Конечные автоматы широко применяются при проектировании цифровых устройств, к примеру, на основе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС). Актуальным является компактное описание работы дискретных систем при помощи конечного автомата. Поэтому возникает задача построить конечный автомат, эквивалентный исходному и имеющий наименьшее число состояний.
Умение находить минимальную форму конечного автомата важно, в частности, для построения проверяющих тестов на основе модели конечного автомата , задаче оптимизации цифровых схем и в других задачах. Данному умение обучают на одном из онлайн-курсов под названием «Математика в тестировании дискретных систем» , разработанном кафедрой информационных технологий в исследовании дискретных структур (ИТИДиС). Одна из тем, рассматриваемая в модуле 2 данного онлайн курса, является минимизация автомата. Но вместе с теоретическим материалом необходима также и практическая часть для лучшего усвоения темы. В связи с этим был проведен поиск обучающих программ/тренажеров, которые могли бы помочь в освоении данной темы; подходящих программ найдено не было.
Таким образом, целью работы является разработка тренажера , обучающего строить минимальную форму автомата. Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:
1. Изучить курс «Математика в тестировании дискретных систем», разработанный кафедрой ИТИДиС.
2. Изучить языки HTML, CSS и JavaScript.
3. Разработать логику взаимодействия пользователя с тренажером.
4. Программно реализовать тренажер.
5. Внедрить тренажер в учебный процесс и на онлайн платформы.

Возникли сложности?

Нужна качественная помощь преподавателя?

👨‍🎓 Помощь в написании

✅ Заключение

В данной работе были получены следующие результаты.
Реализован тренажер «Минимизация конечных автоматов», в основу которого был положен метод минимизации конечных автоматов путем построения таблиц Pk.
Проведена апробация тренажера студентами кафедры
информационных технологий в исследовании дискретных структур и студентами онлайн курса «Математика в тестировании дискретных систем». В результате апробации были учтены пожелания и замечания.
Данный тренажер внедрен в учебный процесс в рамках курса «Теория автоматов», читаемого на кафедре информационных технологий в исследовании дискретных структур радиофизического факультета Томского государственного университета, а также добавлен в качестве неоцениваемого (тренировочного) задания в онлайн-курс «Математика в тестировании дискретных систем» на платформах Coursera и Stepik.
Результаты работы были доложены на восемнадцатой всероссийской конференции СНИИ-2021
Также был разработан алгоритм проверки двух детерминированных конечных автоматов на изоморфизм. Алгоритм реализован с использованием языка C++ и в дальнейшем планируется переписать данный алгоритм на языке JavaScript.
В качестве дальнейшего направления работы планируется модернизация тренажера: ввод минимальной формы пользователем, анализ действий пользователя (при не правильных действиях давать пользователю подробную информацию о его ошибках), увеличение числа автоматов, фиксация результата и ограничение количества попыток.
Нужна своя уникальная работа?
Срочная разработка под ваши требования
Рассчитать стоимость
ИЛИ

📕 Список литературы

1. Гилл А. Введение в теорию конечных автоматов (серия “Теоретические основы технической кибернетики”). М.: Наука, 1966 - С. 8­118.
2. Василевский М.П. О распознавании неисправности автоматов // кибернетика. 1973, № 4. С. 93-108.
3. Шварцкоп В.А. К покомпонентной оптимизации синхронной композиции автоматов. — Новые информационные технологии в исследовании сложных структур: материалы Двенадцатой конференции с международным участием. 4-8 июня 2018 г. — Томск: Издательский Дом Томского государственного университета, 2018. — С. 92.
4. Математика в тестировании дискретных систем. [Электронный ресурс]. - URL: https://www.coursera.org/learn/math-in-testing-of-discrete- systems (дата обращения 22.04.2021).
5. Тренажер «Минимизация конечных автоматов. [Электронный
ресурс]. - URL: https://trashp0lka.github.io/Testing (дата обращения
22.04.2021).
6. Евтушенко Н.В. Недетерминированные автоматы: анализ и синтез: учебное пособие. ч.1: Отношения и операции : учеб. пособие / А.Ф. Петренко, М.В. Ветрова. Томск: Том. гос. ун-т, 2006. - С. 5-57 с.
7. Теория вычислений. Введение в конечные автоматы
[Электронный ресурс]. - URL: https://habr.com/ru/post/358304/ (дата
обращения 12.03.2020).
8. Евтушенко Н.В. Некоторые задачи идентификации состояний для недетерминированных автоматов / Н. В. Евтушенко, Н.Г. Кушик. Томск: STT, 2018. - С. 15-21.
9. Introduction to HTML5 // URL:
https://www.coursera.org/learn/html/home/welcome (дата обращения 01.12.2020).
10. Основы JavaScript. [Электронный ресурс]. - URL: https://html5book.ru/javascript-jquery
11. Daphne A. Norton. Algorithms for testing equivalence of finite automata, with a grading tool for jflap // Technical report, Rochester of finite Technology, Departament of Computer Science (2009). - 69 c.
12. Генерация перестановок [Электронный ресурс]. - URL: https://prog-cpp.ru/permutation/ (дата обращения 02.05.2020).
13. Конечный автомат [Электронный ресурс]. - URL: https://tproger.ru/translations/finite-state-machines-theory-and-implementation/ (дата обращения 27.02.2020).
14. Шайдуллин А.Р. Разработка тренажера «Минимизация конечных автоматов» // Труды Восемнадцатой Всероссийской конференции студенческих научно-исследовательских инкубаторов. - Томск, 5-7 мая 2021 г. / под ред. В.В. Демина. 2021. - Томск: Изд-во НТЛ (в печати).

🖼 Скриншоты

🛒 Оформить заказ

Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.
Предоставляемые услуги, в том числе данные, файлы и прочие материалы, подготовленные в результате оказания услуги, помогают разобраться в теме и собрать нужную информацию, но не заменяют готовое решение.
Укажите ник или номер. После оформления заказа откройте бота @workspayservice_bot для подтверждения. Это нужно для отправки вам уведомлений.

©2026 Cервис помощи студентам в выполнении работ