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BENÉMERITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA VICERRECTORÍA DE DOCENCIA DIRECCIÓN GENERALDE EDUCACIÓN SUPERIOR FACULTAD DE CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN Programa de Asignatura: “Lenguajes Formales y Autómatas” 1 Programa Educativo (PE): Licenciatura en Ciencias de la Computación Área: Ciencias de la Computación Programa de Asignatura: Lenguajes Formales Y Autómatas Código: CCOM-013 Créditos: 5 Fecha: Julio 2009 BENÉMERITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA VICERRECTORÍA DE DOCENCIA DIRECCIÓN GENERALDE EDUCACIÓN SUPERIOR FACULTAD DE CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN Programa de Asignatura: “Lenguajes Formales y Autómatas” 2 1. DATOS GENERALES Nivel Educativo: Licenciatura Nombre del Programa Educativo: Licenciatura en Ciencias de la Computación Modalidad Académica: Mixta Nombre de la Asignatura: Lenguajes Formales y Autómatas Ubicación: Básico Correlación: Asignaturas Precedentes: Estructuras Discretas Asignaturas Consecuentes: Fundamentos de Lenguajes de Programación, Computabilidad, Compiladores. Conocimientos, habilidades, actitudes y valores previos: Conocimientos: Conjuntos, relaciones, funciones, teoría de grafos, Arboles, Inducción Habilidades: Capacidad para realizar trabajo en equipo, Actitudes: Responsabilidad, Propositito, Iniciativa para resolver problemas, Compromiso, Voluntad, Solidaridad. Valores: Puntualidad 2. CARGA HORARIA DEL ESTUDIANTE Concepto Horas por periodo Total de horas por periodo Número de créditos Teorías Prácticas Horas teoría y práctica Actividades bajo la conducción del docente como clases teóricas, prácticas de laboratorio, talleres, cursos por internet, seminarios, etc. (16 horas = 1 crédito) 80 0 80 5 Horas de práctica profesional crítica. Servicio social, veranos de la investigación, internado, estancias, ayudantías, proyectos de impacto social, etc. (50 horas = 1 crédito) Horas de trabajo independiente. En donde se integran aprendizajes de la asignatura y tiene como resultado un producto académico ejem. exposiciones, recitales, maquetas, modelos tecnológicos, asesorías, BENÉMERITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA VICERRECTORÍA DE DOCENCIA DIRECCIÓN GENERALDE EDUCACIÓN SUPERIOR FACULTAD DE CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN Programa de Asignatura: “Lenguajes Formales y Autómatas” 3 ponencias, conferencias, congresos, visitas, etc. (20 horas = 1 crédito) Total 80 0 80 5 3. REVISIONES Y ACTUALIZACIONES Autores: Jesús García Fernández Pedro Vargas García Guillermo de Ita Luna Oliva López Pérez David Eduardo Pinto Avendaño José de Jesús Lavalle Martínez José Juan Palacios Pérez Fecha de diseño: Abril 2000, Junio 2003 Fecha de la última actualización: Julio 2009 Revisores: Claudia Zepeda Cortés Alba Maribel Sánchez Gálvez Meliza Contreras González Mireya Tovar Vidal César Bautista Ramos José Raymundo Marcial Romero Alfonso Garcés Báez José de Jesús Lavalle Martínez Sinopsis de la revisión y/o actualización: Actualización del contenido de las unidades así como de la bibliografía básica y complementaria 4. PERFIL DESEABLE DEL PROFESOR (A) PARA IMPARTIR LA ASIGNATURA: Disciplina profesional: Ciencias de la Computación o áreas afines. Nivel académico: Al menos Maestría Experiencia docente: Mínima 2 años Experiencia profesional: Preferentemente un año en temas relacionados. Nota: se consideran la disciplina profesional que debe tener, el grado académico, la experiencia disciplinaria y docente, las asignaturas que debe haber impartido y la formación o capacitación docente/disciplinaria que se juzgue adecuada. 5. OBJETIVOS: 5.1 Educacional: El estudiante aplicará las bases de los lenguajes formales, es decir, la teoría de autómatas para reconocerlos y las diferentes clases de gramáticas para generarlos. Con el fin BENÉMERITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA VICERRECTORÍA DE DOCENCIA DIRECCIÓN GENERALDE EDUCACIÓN SUPERIOR FACULTAD DE CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN Programa de Asignatura: “Lenguajes Formales y Autómatas” 4 de tener la base conceptual que le permita analizar problemas reales tales como la compilación de programas cuando su entorno laboral lo requiera. 5.2 General: El estudiante reconocerá los conceptos fundamentales de la teoría de autómatas y lenguajes formales. El estudiante clasificará los lenguajes formales siguiendo la jerarquía de Chomsky, relacionará los principales enfoques para representar lenguajes: gramáticas (métodos generativos) y autómatas (métodos por aceptación). Finalmente, el estudiante reconocerá y aplicará la teoría de autómatas y lenguajes formales para el diseño, modelado o representación de posibles problemas reales. 5.3 Específicos: Identificar los elementos básicos de un lenguaje. Analizar los autómatas finitos como reconocedores de lenguajes regulares. Analizar las gramáticas regulares como generadoras de lenguajes regulares. Identificar las expresiones regulares como representantes de lenguajes regulares. Identificar la equivalencia entre las expresiones regulares y las gramáticas regulares. Identificar las limitaciones de representación de un lenguaje regular. Analizar los autómatas de pila como reconocedores de lenguajes libres de contexto. Analizar las gramáticas libres de contexto como generadoras de lenguajes libres de contexto. Reconocer los problemas de ambigüedad en un lenguaje libre de contexto. Analizar diferentes formas normales para los lenguajes libres de contexto. Identificar las limitaciones de representación de un lenguaje libre de contexto. Identificar las maquinas de Turing como reconocedoras de lenguajes recursivos. BENÉMERITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA VICERRECTORÍA DE DOCENCIA DIRECCIÓN GENERALDE EDUCACIÓN SUPERIOR FACULTAD DE CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN Programa de Asignatura: “Lenguajes Formales y Autómatas” 5 6. MAPA CONCEPTUAL DE LA ASIGNATURA: Elaborar el mapa conceptual considerando la jerarquización de los conceptos partiendo de los más generales y que tienen una función más inclusiva hasta llegar a los que son más particulares y que tienen una menor generalidad. BENÉMERITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA VICERRECTORÍA DE DOCENCIA DIRECCIÓN GENERALDE EDUCACIÓN SUPERIOR FACULTAD DE CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN Programa de Asignatura: “Lenguajes Formales y Autómatas” 6 7. CONTENIDO Unidad Objetivo Específico Contenido Temático/Actividades de aprendizaje Bibliografía Básica Complementaria Unidad 1 Introducción Identificar los elementos básicos de un lenguaje. 1.1. Reconocer la importancia de estudiar los autómatas y lenguajes formales. Dexter, C. Kozen (2007). Automata and Computability. USA: Springer. Hopcroft, J. and Ullman, J. (2006). Introduction to Automata Theory, Languages and Computation. USA: Addison Wesley Kelley, Dean (1995). Automata and Formal Languages: An Introduction. USA: Prentice Hall. (Versión en Ingles) 1.2. Símbolos, alfabetos, y cadenas. 1.3. Operaciones sobre cadenas. 1.4. Definición de lenguaje y operaciones sobre lenguajes. 1.5. La jerarquía de Chomsky: Clasificación de gramáticas y lenguajes. Unidad 2. Autómatas finitos y gramáticas regulares. Analizar los autómatas finitos como reconocedores de lenguajes regulares. Analizar las gramáticas regulares como generadoras de lenguajes regulares. 2.1. Autómatas finitos deterministas. Dexter, C. Kozen (2007). Automata and Computability. USA: Springer. Hopcroft, J. and Ullman, J. (2006). Introduction to Automata Theory, Languages and Computation. USA: Addison Wesley Kelley, Dean (1995). Automata and Formal Languages: An 2.2. Autómatasfinitos no deterministas y autómatas finitos no deterministas con y sin transiciones-. 2.3. La clase de los lenguajes aceptados por los autómatas finitos. BENÉMERITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA VICERRECTORÍA DE DOCENCIA DIRECCIÓN GENERALDE EDUCACIÓN SUPERIOR FACULTAD DE CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN Programa de Asignatura: “Lenguajes Formales y Autómatas” 7 Unidad Objetivo Específico Contenido Temático/Actividades de aprendizaje Bibliografía Básica Complementaria 2.4. Equivalencia entre los diferentes tipos de Autómatas Finitos. Introduction. USA: Prentice Hall. (Versión en Ingles). Baral, C. (2003). Knowledge Representation, Reasoning and Declarative Problem Solving. Cambridge University Press. Baier, Christel and Katoen Joost-Pieter (2008). Principles of Model Checking. England: MIT Press. 2.5. Simplificación de Autómatas Finitos. 2.6. Gramáticas regulares. 2.7. Derivación y lenguaje generado por una gramática regular. 2.8. Aplicaciones del concepto de Autómata Finito en diferentes contextos. Unidad 3. Expresiones regulares. Identificar las expresiones regulares como representantes de lenguajes regulares. Identificar la equivalencia entre las expresiones regulares y las gramáticas regulares. Identificar las limitaciones de representación de un lenguaje regular. 3.1. Definición de una expresión regular. Dexter, C. Kozen (2007). Automata and Computability. USA: Springer. Hopcroft, J. and Ullman, J. (2006). Introduction to Automata Theory, Languages and Computation. USA: Addison Wesley Kelley, Dean (1995). Automata and Formal Languages: An Introduction. USA: Prentice Hall. (Versión en Ingles). 3.2. Lenguaje representado por una expresión regular. 3.3. Propiedades algebraicas. 3.4. Equivalencia entre expresiones regulares, autómatas finitos y gramáticas regulares. 3.5. Lema del bombeo. BENÉMERITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA VICERRECTORÍA DE DOCENCIA DIRECCIÓN GENERALDE EDUCACIÓN SUPERIOR FACULTAD DE CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN Programa de Asignatura: “Lenguajes Formales y Autómatas” 8 Unidad Objetivo Específico Contenido Temático/Actividades de aprendizaje Bibliografía Básica Complementaria Unidad 4 Autómatas de pila y Lenguajes libres de contexto. Analizar los autómatas de pila como reconocedores de lenguajes libres de contexto. Analizar las gramáticas libres de contexto como generadoras de lenguajes libres de contexto. Reconocer los problemas de ambigüedad en un lenguaje libre de contexto. Analizar diferentes formas normales para los lenguajes libres de contexto. Identificar las limitaciones de representación de un lenguaje libre de contexto. 4.1. Autómata de pila. Dexter, C. Kozen (2007). Automata and Computability. USA: Springer. Hopcroft, J. and Ullman, J. (2006). Introduction to Automata Theory, Languages and Computation. USA: Addison Wesley Kelley, Dean (1995). Automata and Formal Languages: An Introduction. USA: Prentice Hall. (Versión en Ingles). Baral, C. (2003). Knowledge Representation, Reasoning and Declarative Problem Solving. Cambridge University Press. Baier, Christel and Katoen Joost-Pieter (2008). Principles of Model Checking. England: MIT Press. 4.2. Lenguajes aceptados por autómatas de pilas. 4.3. Autómatas de pilas deterministas y no determinista. 4.4 Gramáticas libres de contexto. 4.5. Derivación y lenguaje generado por una gramática libre de contexto. 4.6. Árbol sintáctico. 4.7. Ambigüedad. 4.8. Formas normales (Chomsky, Greybach). 4.9. Gramáticas dependientes de contexto. 4.10. Lema de bombeo. Unidad 5. Máquinas de Turing Identificar las Máquinas de Turing como reconocedoras de lenguajes recursivos. 5.1. Máquina de Turing. Dexter, C. Kozen (2007). Automata and Computability. USA: Springer. Hopcroft, J. and Ullman, J. (2006). Introduction to Automata Theory, Languages and 5.2. Máquina de Turing determinista y no determinista. BENÉMERITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA VICERRECTORÍA DE DOCENCIA DIRECCIÓN GENERALDE EDUCACIÓN SUPERIOR FACULTAD DE CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN Programa de Asignatura: “Lenguajes Formales y Autómatas” 9 Unidad Objetivo Específico Contenido Temático/Actividades de aprendizaje Bibliografía Básica Complementaria 5.3 Lenguaje generado por una Máquina de Turing. Computation. USA: Addison Wesley Kelley, Dean (1995). Automata and Formal Languages: An Introduction. USA: Prentice Hall. (Versión en Ingles). Nota: La bibliografía deberá ser amplia, actualizada (no mayor a cinco años) con ligas, portales y páginas de Internet, se recomienda usar los criterios del APA para referir la bibliografía. 8. CONTRIBUCIÓN DEL PROGRAMA DE ASIGNATURA AL PERFIL DE EGRESO Unidad Perfil de egreso (anotar en las siguientes tres columnas a qué elemento(s) del perfil de egreso contribuye esta asignatura) Conocimientos Habilidades Actitudes y valores Unidad 1 Introducción La importancia de estudiar los autómatas y lenguajes formales. Elementos básicos de un lenguaje. Capacidad de identificar la importancia de estudiar lenguajes formales y autómatas así como sus elementos básicos. Capacidad de discernir información previa. Capacidad de adquirir nueva información. Capacidades para identificar problemas, trabajo en equipo, comunicación, toma de Mantendrá una actitud favorable para la actualización permanente en la disciplina. Mostrará una actitud positiva y favorable a los cambios científico – tecnológicos. Será un profesional responsable, crítico y ético. BENÉMERITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA VICERRECTORÍA DE DOCENCIA DIRECCIÓN GENERALDE EDUCACIÓN SUPERIOR FACULTAD DE CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN Programa de Asignatura: “Lenguajes Formales y Autómatas” 10 Unidad Perfil de egreso (anotar en las siguientes tres columnas a qué elemento(s) del perfil de egreso contribuye esta asignatura) Conocimientos Habilidades Actitudes y valores decisiones asertivas. Unidad 2. Autómatas finitos y gramáticas regulares. Autómatas finitos como reconocedores de lenguajes regulares. Gramáticas regulares como generadoras de lenguajes regulares. Capacidad para construir autómatas finitos deterministas y no-deterministas que reconozcan lenguajes regulares. Capacidad para construir gramáticas regulares que generen lenguajes regulares. Capacidad para identificar la equivalencia entre gramáticas regulares y autómatas finitos. Capacidad para aplicar el concepto de Autómata Finito en diferentes contextos relacionados con modelado o representación de problemas reales. Capacidad de discernir información previa. Capacidad de adquirir nueva información. Capacidades para identificar problemas, trabajo en equipo, comunicación, toma de decisiones asertivas. Mantendrá una actitud favorable para la actualización permanente en la disciplina. Mostrará una actitud positiva y favorable a los cambios científico – tecnológicos. Será un profesional responsable, crítico y ético. BENÉMERITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA VICERRECTORÍA DE DOCENCIA DIRECCIÓN GENERALDE EDUCACIÓN SUPERIOR FACULTAD DE CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN Programa de Asignatura: “Lenguajes Formales y Autómatas” 11 Unidad Perfil de egreso (anotar en las siguientes tres columnas a qué elemento(s) del perfil de egreso contribuye esta asignatura) Conocimientos Habilidades Actitudes y valores Unidad 3. Expresiones regulares. Expresiones regulares. Limitaciones de representación de un lenguaje regular. Capacidad para reconocer a las expresiones regulares como representantes de lenguajes regulares. Capacidad para identificar la equivalencia entre las expresiones regulares,las gramáticas regulares y los autómatas finitos. Capacidad de identificar las limitaciones de representación de un lenguaje regular. Capacidad de discernir información previa. Capacidad de adquirir nueva información. Capacidades para identificar problemas, trabajo en equipo, comunicación, toma de decisiones asertivas. Mantendrá una actitud favorable para la actualización permanente en la disciplina. Mostrará una actitud positiva y favorable a los cambios científico – tecnológicos. Será un profesional responsable, crítico y ético. Unidad 4 Autómatas de pila y Lenguajes libres de contexto. Autómatas de pila. Gramáticas libres de contexto. Problemas de ambigüedad Capacidad para construir autómatas de pila como reconocedores de lenguajes libres de contexto. Capacidad para construir Mantendrá una actitud favorable para la actualización permanente en la disciplina. Mostrará una actitud positiva y favorable a los BENÉMERITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA VICERRECTORÍA DE DOCENCIA DIRECCIÓN GENERALDE EDUCACIÓN SUPERIOR FACULTAD DE CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN Programa de Asignatura: “Lenguajes Formales y Autómatas” 12 Unidad Perfil de egreso (anotar en las siguientes tres columnas a qué elemento(s) del perfil de egreso contribuye esta asignatura) Conocimientos Habilidades Actitudes y valores en un lenguaje libre de contexto. Formas normales para los lenguajes libres de contexto. Gramáticas dependientes de contexto. Limitaciones de representación de un lenguaje libre de contexto. gramáticas libres de contexto como generadoras de lenguajes libres de contexto. Capacidad para identificar los problemas de ambigüedad en un lenguaje libre de contexto. Capacidad para obtener diferentes formas normales de una gramática libre de contexto. Capacidad de identificar una gramática dependiente de contexto. Capacidad para identificar las limitaciones de representación de un lenguaje libre de contexto. Capacidad de discernir información previa. Capacidad de adquirir nueva información. Capacidades para identificar problemas, trabajo en equipo, comunicación, toma de decisiones asertivas. cambios científico – tecnológicos. Será un profesional responsable, crítico y ético. Unidad 5. Maquinas de Turing Maquinas de Turing Capacidad para identificar las Mantendrá una actitud BENÉMERITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA VICERRECTORÍA DE DOCENCIA DIRECCIÓN GENERALDE EDUCACIÓN SUPERIOR FACULTAD DE CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN Programa de Asignatura: “Lenguajes Formales y Autómatas” 13 Unidad Perfil de egreso (anotar en las siguientes tres columnas a qué elemento(s) del perfil de egreso contribuye esta asignatura) Conocimientos Habilidades Actitudes y valores Máquinas de Turing como reconocedoras de lenguajes recursivos. Capacidad de discernir información previa. Capacidad de adquirir nueva información. Capacidades para identificar problemas, trabajo en equipo, comunicación, toma de decisiones asertivas. favorable para la actualización permanente en la disciplina. Mostrará una actitud positiva y favorable a los cambios científico – tecnológicos. Será un profesional responsable, crítico y ético. BENÉMERITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA VICERRECTORÍA DE DOCENCIA DIRECCIÓN GENERALDE EDUCACIÓN SUPERIOR FACULTAD DE CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN Programa de Asignatura: “Lenguajes Formales y Autómatas” 14 9. ORIENTACIÓN DIDÁCTICO-PEDAGÓGICA. (Enunciada de manera general para aplicarse durante todo el curso) Estrategias a-e Técnicas a-e Recursos didácticos Estrategias de aprendizaje: Lectura y comprensión, Reflexión, Comparación, Categorización Resumen. Estrategias de enseñanza: Aprendizaje basado en problemas, Aprendizaje activo, Basado en el descubrimiento. Ambientes de aprendizaje: Aula, Simuladores. Actividades y experiencias de aprendizaje: Análisis de los lenguajes de programación funcionales más empleados . Resolución de ejercicios. Demostración de propiedades de lenguajes de programación. Exposición de tareas. Técnicas de debate, del diálogo, de problemas, de estudio de casos, para el análisis, comparación, síntesis, lluvia de ideas, exposición. Materiales: Proyectores, TICs, Plumón y pizarrón. Nota: ver glosario 10. CRITERIOS DE EVALUACIÓN Criterios Porcentaje Exámenes 45% Participación en clase 5% Tareas 15% BENÉMERITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA VICERRECTORÍA DE DOCENCIA DIRECCIÓN GENERALDE EDUCACIÓN SUPERIOR FACULTAD DE CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN Programa de Asignatura: “Lenguajes Formales y Autómatas” 15 Exposiciones 5% Simulaciones Trabajos de investigación y/o de intervención 10% Prácticas de laboratorio Visitas guiadas Reporte de actividades académicas y culturales Mapas conceptuales Portafolio Proyecto final 20% Otros Total 100 % Nota: Se refiere a lo que se evaluará del proceso A-E, considerando sus finalidades, la información y las consecuencias que se derivan de este proceso, los resultados, los momentos, las orientaciones, las técnicas y los instrumentos, todo esto nos conducirá al diálogo y reflexión sobre el aprendizaje del grupo. Los porcentajes serán establecidos por la academia de acuerdo a los objetivos de cada asignatura. 11. REQUISITOS DE ACREDITACIÓN Estar inscrito oficialmente como alumno del PE en la BUAP Haber aprobado las asignaturas que son pre-requisitos de ésta Aparecer en el acta El promedio de las calificaciones de los exámenes aplicados deberá ser igual o mayor que 6 Cumplir con las actividades propuestas por el profesor Nota: Describe los requisitos que el estudiante debe cumplir para acreditar la materia.
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