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LENGUAJES Y
AUTÓMATAS
UNIDAD 1
INTRODUCCIÓN A LA TEORÍA
DE LENGUAJES FORMALES
MTI. Rosa Imelda García Chi
Introducción
TEORÍA DE AUTÓMATAS Y
LENGUAJES FORMALES
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Teoría de
Autómatas
y
Lenguajes
formales
es un
“repaso” a
la
informática
teórica.
La informática teórica:
se ha desarrollado en base a la confluencia
de campos en apariencia muy distintos:
Investigación
acerca de
Fundamentos
Matemáticos,
Teoría de
Máquinas,
Lingüística, …
Ciencia
multidisciplinar
que se apoya en
que los mismos
fenómenos
pueden actuar y
servir de
fundamento en
áreas totalmente
desconectadas
(aparentemente).
INTRODUCCIÓN
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
 MATEMATICA
 FISICA
 QUIMICA
 BIOLOGIA
 PSICOLOGIA
 SOCIOLOGIA
 ECONOMIA
 POLITICA
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Autómatas / máquinas
secuenciales
Lenguajes y gramáticas
Máquinas abstractas y
algoritmos
PILARES DE LA INFORMÁTICA TEÓRICA:
Primer
pilar de la
Informática
Teórica
AUTÓMATAS /
MÁQUINAS
SECUENCIALES
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Eslabón de la informática teórica que proviene de la
Ingeniería Eléctrica.
1938 – Claude Elwood Shannon: “A symbolic Analysis
of relay and switching circuits”
• Aplicación de la lógica matemática a los circuitos combinatorios y
secuenciales.
Sus ideas desarrollaron la Teoría de los autómatas
finitos y máquinas secuenciales
• Un autómata es un dispositivo abstracto que es capaz de recibir
información, cambiar de estado y transmitir información.
AUTÓMATAS / MÁQUINAS SECUENCIALES
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Un autómata puede describir de forma formal el funcionamiento de
un sistema
Ejemplo: interruptor
AUTÓMATAS / MÁQUINAS SECUENCIALES
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Un autómata es un modelo abstracto de una
computadora digital
• Lee símbolos en la entrada
• Produce símbolos en la salida
• Tiene una unidad de control que puede estar en uno de sus
posibles estados internos
• Puede cambiar de los estados internos en función de la entrada
• Puede tener algún tipo de memoria
Autómatas transductores / generadores /
aceptadores
AUTÓMATAS / MÁQUINAS SECUENCIALES
Una máquina secuencial simple
Building the robot of Leonardo da Vinci in
the Leonardo3 laboratories by Mario Taddei.
Segundo
pilar de la
Informática
Teórica
LENGUAJES Y
GRAMÁTICAS
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Años 50 – Avram Noam Chomsky
Teoría de las Gramáticas Transformacionales
•Base de la Lingüística Matemática
•Proporcionó una herramienta que no sólo podía aplicarse a los lenguajes naturales, sino que facilitaba el estudio y
formalización de los lenguajes de ordenador que aparecían en aquella época.
Segundo eslabón:
Lingüística (campo tradicionalmente considerado no científico).
LENGUAJES Y GRAMÁTICAS
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Cualquier comunicación se
realiza mediante cadenas de
símbolos que corresponden
a un lenguaje.
Lenguajes son conjuntos de
cadenas de símbolos
(palabras, oraciones, textos o
frases)
LENGUAJES Y GRAMÁTICAS
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
El estudio de los
lenguajes se reduce,
básicamente, a:
Sintaxis: (gramática)
define las secuencias
de símbolos que
forman cadenas
válidas de un lenguaje
Gramática
Descripción
formalizada de las
oraciones de un
lenguaje.
Una gramática genera
o describe un lenguaje.
Semántica
significado de las
cadenas que
componen un lenguaje
LENGUAJES Y GRAMÁTICAS
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Ejemplo 1:
Semántica:
A es un número
natural.
Diferente sintaxis en
diferentes lenguajes:
A is a natural
number.
A : Natural;
0100000100000001
LENGUAJES Y GRAMÁTICAS
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Ejemplo 2:
Sintaxis:
• if_statement ::= if condition then sequence_of_statement {elsif
condition then sequence_of_statements} [else
sequence_of_statements] end if;
Semántica:
• Si se cumple <condition> entonces haz lo que viene definido por
<sequence_of_statements>. En caso contrario ...
Cadena del lenguaje:
• if Line_Too_Short then raise Layout_Error; elsif Line_Full then
New_Line; Put(Item); else Put(Item); end if;
LENGUAJES Y GRAMÁTICAS
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Se establecieron
correspondencias
(isomorfismos) entre
ellas.
LENGUAJES Y GRAMÁTICAS
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Chomsky
clasificó de las
gramáticas en
diferentes tipos:
Lenguajes del mismo
tipo tienen
propiedades en
común
Según el tipo de
lenguaje, existen
diferentes algoritmos
que permiten
comprobar la sintaxis
de textos.
LENGUAJES Y GRAMÁTICAS
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Surge “Backus normal form”
Propuesto por John Bakus
•Lenguajes de Programación
•Lenguajes Naturales
•Sistemas de Comandos
para
gramática
de ALGOL
LENGUAJES Y GRAMÁTICAS
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Relación entre
autómatas,
lenguajes y
gramáticas:
Autómatas
aceptadores: las
entradas válidas
corresponden a un
lenguaje
LENGUAJES Y GRAMÁTICAS
Tercer pilar
de la
Informática
Teórica
MÁQUINAS ABSTRACTAS
Y ALGORITMOS
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
La historia de la informática teórica se remonta
a la década de los 30.
1931 - Kurt Gödel: “On formally undecidable
Propositions in Principia Mathematica and
related systems”
•Revolución Matemática: “Cualquier teoría matemática ha
de ser incompleta. Siempre habrá en ella afirmaciones
que no se podrán demostrar ni negar.”
MÁQUINAS ABSTRACTAS Y ALGORITMOS
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
¿Cómo se puede formalizar el concepto de realizar un cálculo?
1937 – Alan Mathison Turing: “On computable numbers with an application to the
Entscheidungsproblem”
Definición de la Máquina de Turing como dispositivo matemático abstracto de cálculo
que introduce el concepto de “algoritmo”.
Origen “oficial” de la informática teórica.
Precursora abstracta de las máquinas de calcular automáticas.
La Máquina de Turing es un modelo abstracto de los ordenadores actuales.
Demuestra la existencia de problemas irresolubles, los que ninguna máquina de Turing
(y ningún ordenador) puede resolver o calcular. (Teoría de la Computabilidad).
MÁQUINAS ABSTRACTAS Y ALGORITMOS
Concepto
LENGUAJE
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Lenguaje, medio de comunicación entre los seres
humanos a través de signos orales y escritos que poseen
un significado.
En un sentido más amplio, es cualquier procedimiento
que sirve para comunicarse.
Algunas escuelas lingüísticas entienden el lenguaje
como la capacidad humana que conforma al
pensamiento.
CONCEPTO DE LENGUAJE
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
CLASIFICACIÓN DE LENGUAJES
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
¿Qué es un lenguaje?
Informalmente:
•un lenguaje es un conjunto de palabras o
sentencias formadas sobre un alfabeto
Pasaremos a definirlo de manera formal.
CONCEPTO DE LENGUAJE FORMAL
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Entidad no
definida
CONCEPTO DE SÍMBOLO
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Secuencia finita
de símbolos
Se representa
con w
CONCEPTO DE CADENA
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
•Secuencia finita
de símbolos
pertenecientes
a un alfabeto.
PALABRA
o
CADENA:
PALABRAS O CADENAS
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Notación:
•últimas letras del abecedario en minúsculas (.. w, x,
y, z)
Ejemplos:
•Σ: a, b, aa, ab, ba, bb, abcd, aadd
•Binario: 011, 11011, 00, 11
•Letras: casa, pieza, del, abc
•Español: la_casa_es_linda,
el_perro_come_alegremente
PALABRAS O CADENAS
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
• es aquella secuencia que no contiene símbolo
alguno.
La palabra vacía, que representamos
con λ (lambda) o  (epsilon)
• secuencia de cero o más símbolos iniciales de una
palabra.
Prefijo:
• secuencia de cero o más símbolos finales de una
palabra.
Sufijo:
• secuencia de símbolos obtenida al eliminar un sufijo
o un prefijo de una palabra.
Subcadena:
•representa al conjunto de todas las palabras w formadas por
símbolos de dicho alfabeto, es decir el Conjunto Universal de
arreglos con repeticiones de símbolos sobre Σ.
Σ*
• representa al Conjunto Universal sin la palabra vacía.
Σ+
• Σ+ = Σ* - { λ }
o sea que:
PALABRAS O CADENAS
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
•||=|λ|= 0
Cadena
sin
símbolos
que se
representa
con  o λ
CADENA VACÍA
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Definición (Alfabeto):
•Conjunto finito, no vacío, de elementos.
•Conjunto finito de símbolos.
•Generalmente usaremos  para especificar alfabetos y los elementos los
denominaremos “letras” o “símbolos”.
Ejemplos:
•Los alfafetos español, inglés o alemán
•1={0,…,9}, 01
•2={x | x es un símbolo del código ASCII}
•3={(,)}
•4={1, A, 2, B}
•5={a, b, c, d}
•6={}
•7=
ALFABETO
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
•Conjunto
finito no vacío
de símbolos
diferentes.
ALFABETO:
ALFABETO
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Notación:
•Nombre genérico de un alfabeto: Σ
•Símbolos abstractos de un alfabeto: primeras letras del
abecedario en minúscula (a, b, c, …)
Ejemplos:
•Σ = { a, b, c , d }
•Binario = { 0, 1 }
•Letras = { a, b, c, d, e, ….., x, y, z }
•Español = {el, la, … , casa, perro, …, es, come, … , linda,
alegremente, …}
ALFABETO
Hasta aquí miércoles 23
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Definición (Lenguaje universal):
•Sea  un alfabeto.
•El lenguaje universal de  es el conjunto formado por todas
las palabras que se pueden formar con las letras de .
•Representamos dicho lenguaje con W() o L.
Ejemplos:
•1 ={a} ⇒ W(1)={, a, aa, aaa, ...}
Nota:
•La palabra vacía pertenece a todos los lenguajes universales
de todos los alfabetos posibles.
LENGUAJES FORMALES:
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Definición (Lenguaje):
•Sea un alfabeto .
•Un lenguaje L sobre  es cualquier subconjunto del lenguaje universal W().
Ejemplos:
•1 ={a} ⇒ W(1)={, a, aa, aaa, ...}
•L1 ={a}  W(1)
•L2 ={}  W(1) (L2 = )
•L3 =1  W(1)
•L4 =W(1)  W(1)
•L5 ={}={}  W(1) (Nota: L5L2)
•L6 ={, a, aaa, aaaaa}  W(1)
•L7 ={, a, aaa, aaaaa, ...}  W(1)
Hay lenguajes finitos, infinitos y vacíos.
LENGUAJES FORMALES:
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
•Cualquier
subconjunto L del
Conjunto Universal
de palabras sobre
un alfabeto Σ.
LENGUAJE:
DEFINICIÓN FORMAL DE LENGUAJE
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Notación:
•L1, L2, ….
Ejemplos:
•Σ: L1 = {a, b, aa, ab, ba, bb, abcd, aadd}
•Binario: L2 = {011, 11011, 00, 11}
•Letras: L3 = {casa, pieza, del, abc}
•Español: L4 = {la_casa_es_linda,
el_perro_come_alegremente}
LENGUAJE FORMAL
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Podemos decir que: L  Σ*
Los siguientes son casos particulares
significativos:
•El Lenguaje Universal Σ*
•El Lenguaje Vacío Ф
•El Lenguaje Lλ = { λ }
LENGUAJE FORMAL
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Sea Σ un alfabeto,
entonces Σ* denota al
lenguaje formado con
todas las cadenas
definidas sobre Σ.
Incluye la cadena
vacía
CERRADURA DE UN ALFABETO
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Considere el alfabeto Σ={0,1}, entonces los
siguientes son lenguajes definidos en Σ:
• L1={}
• L11=
• L2={}
• L3={0}
• L4={0, 1, 00, 01, 10, 11}
• L5={,0}
• L6={0, 00, 000, 0000,…}
• L7={101, 1001, 10001,…}
• L8={,0, 1, 00, 01, 10, 11, 000,…,111, 0000,…, 1111,…}
EJEMPLO
LENGUAJES
EJERCICIOS DE CLASE
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
1={0,1,2,3}
2={la, le, li, lo, lu}
3={if, then, else}
4={a, b, c, d, e}
5={00,01,10,11}
6={+, *, $, #}
GENERA 5 LENGUAJES (L1,2,3..N) A PARTIR
DE LOS SIGUIENTES ALFABETOS ():
HASTA AQUÍ GRUPO A MARTES 20 AGO
UNIDAD 1
OPERACIONES CON
PALABRAS O CADENAS
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Concatenación
Potencia
Longitud
Inversa
OPERACIONES CON PALABRAS O
CADENAS
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Concatenación
OPERACIONES CON PALABRAS O
CADENAS
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Función con dominio en Σ*x Σ* y rango en Σ*.
Tal que dadas las palabras u y v, la concatenación
de u con v da como resultado otra palabra w
formada por la secuencia de símbolos de u
seguida de la secuencia de símbolos de v.
DEFINICIÓN DE CONCATENACIÓN
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
• w = u.v
Notación:
• dadas las palabras {u, v, w} se cumplen
las leyes:
Propiedades:
• (u.v).w = u.(v.w)
Asociativa:
• En general u.v ≠ v.u
No conmutativa:
• λ: λ.u = u.λ = u
Elemento Neutro
PROPIEDADES DE LA CONCATENACIÓN
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Ejemplos:
•Dado el alfabeto
•Vocal = {a, e, i, o, u} entonces
• iui . λ = iui=iuiλ
•ae . ou = aeou
•(ieu . aa) . u = ieu . (aa . u) = ieuaau
PROPIEDADES DE LA CONCATENACIÓN
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Operación cerrada: sí
• Si x e y están definidos sobre , entonces xy está definido sobre
.
Asociativa: sí
• x(yz)=(xy)z
Elemento nulo: 
• x=x=x
Conmutatividad: no
• xyyx
CONCLUSIÓN DE LA CONCATENACIÓN
CONCATENACIÓN
EJERCICIOS DE CLASE
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Sea  = {0, 1, 2},
x = 00, y = 1, z = 210
Definir las siguientes palabras:
xy, xz, yz, xyz, zxx
Sea  = {ae, bi, co, du, ma, ne, ti, po, zu},
x = aeduma, y = bicotizu, z = mapone
Definir las siguientes palabras:
xy, xz, yz, yx, yxz, zxy
EJERCICIO DE CONCATENACIÓN
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Sea  = {0, 1, 2},
x = 00, y = 1, z = 210
Definir las siguientes palabras:
xy, xz, yz, xyz, zxx
SOLUCIÓN
xy=001
Yz=1210
Xz=00210
Xyz=001210
Zxx=2100000
SOLUCIÓN EJERCICIO DE
CONCATENACIÓN
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Sea  = {ae, bi, co, du, ma, ne, ti, po, zu},
x = aeduma, y = bicotizu, z = mapone
Definir las siguientes palabras:
xy, xz, yz, yx, yxz, zxy
Solución
xy=aedumabicotizu
xz=aedumamapone
yz=bicotizumapone
yxz=bicotizuaedumamapone
zxy=maponeaedumabicotizu
yx=bicotizuaeduma
SOLUCIÓN DE EJERCICIO DE
CONCATENACIÓN
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Potencia
OPERACIONES CON PALABRAS O
CADENAS
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Función con dominio en
Σ*x N y rango en Σ*.
Tal que dada la palabra
u y el número natural i,
la potencia con base u
y exponente i da como
resultado otra palabra
w formada por una
sucesión de i palabras
u.
DEFINICIÓN DE POTENCIACIÓN
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Notación:
• w = ui
Propiedades:
• Desde un punto de vista práctico la potencia es una forma reducida de
representar la concatenación de una palabra consigo misma.
Por definición
• u0 = λ y u1 = u
Ejemplos:
• Dado el alfabeto Binario = {0, 1} entonces
• 000 = λ 1012= 101101 13= 111 015 = 0101010101
PROPIEDADES DE LA POTENCIACIÓN
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
 i, j > 0
• xi+1=xxi=xix
• xixj=xi+j
Se define x0= (palabra vacía):
• Si i=0 ⇒ x0+1=x1=x=x=xx0=x=x0x
• Si i, j=0 ⇒ xixj=x0x0===x0=x0+0
Nota:
•   =  ; x=x; x=x
• |xi|=i|x|
PROPIEDADES DE LA POTENCIA
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Sea i un número natural, y x una palabra o cadena.
La potencia i-ésima de x, denominada xi, es la operación
que consiste en concatenarla consigo misma i veces.
Ejemplos:
• x =abc ⇒ x1=abc
• x2=abcabc
• x3=abcabcabc
OTRA DEFINICIÓN (POTENCIA):
POTENCIA
EJERCICIOS DE CLASE
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Sea  = {0, 1, 2},
x = 00, y = 1, z = 210
Resuelve las siguientes potencias:
x3, y2 , x2y2, (xy) 2, (zxx) 3, z1, x0y2
EJERCICIO DE POTENCIA
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
 Sea  = {0, 1, 2},
x = 00, y = 1, z = 210
 Resuelve las siguientes potencias:
X3=000000
Y2=11
 x2y2=000011
(x+y) 2=x2 +2xy+y2=0000+2001+11
(xy)2=(001)2=001001
 (zxx) 3 =(2100000) 3= 210000021000002100000
 z1=210
 x0y2=11 =11
SOLUCIÓN A EJERCICIO DE POTENCIA
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
 Sea  = {0, 1, 2},
x = 00, y = 1, z = 210
 Resuelve las siguientes potencias:
x3, y2 , x2y2, (xy) 2, (zxx) 3, z1, x0y2
Solución
 X3 = 000000
 y2 = 11
 x2y2 =000011
 (xy) 2 =001001
 (zxx) 3 =210000021000002100000
 z1 =210
 x0y2=11
SOLUCIÓN DE EJERCICIO DE POTENCIA
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Longitud
OPERACIONES CON PALABRAS O
CADENAS
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Función con dominio en Σ* y
rango en N.
Tal que dada la palabra u la
longitud de u da como resultado
la cantidad de símbolos que
forman la palabra.
DEFINICIÓN DE LONGITUD
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Notación:
•w = | u | = long(u)
Propiedades:
•La longitud de λ es cero
•| u | representa la cantidad de símbolos a que hay en u
Ejemplos:
•Dado el alfabeto Dígitos = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 }
•long(λ) = 0
•| 00110 | = 5
•long(1011) = 4
•| 02643 | = 5
•Dado el alfabeto binario={00, 10, 01, 11}
•|000110|=3
•|1111111111|=5
PROPIEDADES DE LA LONGITUD
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
También se puede utilizar long
|w| denota la longitud de la cadena o el número de
símbolos de la cadena
Si W es una cadena,
ENTONCES, LA LONGITUD DE UNA
CADENA O PALABRA SE REPRESENTA
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Se llama longitud de una palabra x,
• y se representa por |x|, al número de símbolos
que la componen.
Ejemplos:
•sobre ={a,b,c,d}:
•||=0,
•|a|=1,
•|abc|=3
DEFINICIÓN (LONGITUD DE UNA PALABRA
O CADENA):
CONCATENACIÓN
EJERCICIOS DE CLASE
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Si ={sa, fe, gi, ro, un, wi, va, xe, bo, lu, c, h, j, q, t }
Calcula la longitud de las siguientes cadenas:
|sawixelu|=
|rounqfegi|=
|cluxeboqva|=
|jchqro|=
|robolugirosaunwi|=
|chgirountxeh|=
|fewiqfe|=
CALCULA LA LONGITUD DE LAS
SIGUIENTES CADENAS:
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Si ={sa, fe, gi, ro, un, wi, va, xe, bo, lu, c, h, j, q, t }
Calcula la longitud de las siguientes cadenas:
|sawixelu|=4
|rounqfegi|=5
|cluxeboqva|=6
|jchqro|=5
|robolugirosaunwi|=8
|chgirountxeh|=8
|fewiqfe|=4
SOLUCIÓN CALCULA LA LONGITUD DE
LAS SIGUIENTES CADENAS:
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Inversa
OPERACIONES CON PALABRAS O
CADENAS
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Función con dominio en
Σ* y rango en Σ*.
Tal que dada la palabra
u la inversa de u da
como resultado la
imagen especular de u.
DEFINICIÓN INVERSA
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Notación:
•w = u-1
Propiedades:
•λ-1 = λ
•Involutiva: (u-1 ) -1 = u
Si se cumple que:
•u-1 = u entonces se dice que u es palíndromo
Ejemplos:
•Dado el alfabeto Letras = { a, b, c, ...., z} entonces: arroz-1 = zorra
•y haciendo caso omiso del espacio en blanco y la tilde, las siguientes
palabras son palíndromos: “neuquén” ; “adán nada”; “dábale arroz a la
zorra el abad” ; “satán sala las natas”
PROPIEDADES DE LA INVERSA
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Sea x=A1A2...An con Ai una palabra sobre el alfabeto .
• Se llama palabra refleja o inversa de x, y se representa por x-1, a la
palabra AnAn-1...A1.
• Si x=λ entonces x-1=λ
Ejemplos:
• x =abc ⇒ x-1=cba
Propiedades de la palabra inversa:
• |x-1|=|x|
OTRA DEFINICIÓN (PALABRA INVERSA)
INVERSA
EJERCICIOS DE CLASE
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Sea  = {0, 1, 2},
x = 010, y = 10, z = 121
Calcula la inversa:
X-1=
Y-1=
(xy) -1=( ) -1 =
(yz) -1=( ) -1 =
(x) -1(z) -1=
EJERCICIOS DE INVERTIR UNA CADENA
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Sea  = {0, 1, 2},
x = 010, y = 10, z = 121
Calcula la inversa:
X-1=010
Y-1=01
(xy) -1=( 01010 ) -1 =01010
(yz) -1=( 10121 ) -1 =12101
(x) -1(z) -1=010121
SOLUCIÓN EJERCICIOS DE INVERTIR UNA
CADENA
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Sea  = {ma, re, sa, i, k},
x = reima, y = ksare, z = iki
Calcula la inversa:
x-1=
y-1=
(xy) -1=( ) -1 =
(yz) -1=( ) -1 =
(x) -1(z) -1=
EJERCICIOS DE INVERTIR UNA CADENA
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Sea  = {ma, re, sa, i, k},
x = reima, y = ksare, z = iki
Calcula la inversa:
X-1=maire
Y-1=resak
(xy) -1=( reimaksare ) -1 =resakmaire
(yz) -1=( ksareiki ) -1 =ikiresak
(x) -1(z) -1=maireiki
SOLUCIÓN EJERCICIOS DE INVERTIR UNA
CADENA
UNIDAD 1
OPERACIONES CON
LENGUAJES
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
INVERSA O REFLEXIÓN
CLAUSURA, CIERRE O ESTRELLA POSITIVA
CLAUSURA, CIERRE O ESTRELLA DE KLEENE
POTENCIACIÓN
PRODUCTO O CONCATENACIÓN
COMPLEMENTO
INTERSECCIÓN
DIFERENCIA
UNION
OPERACIONES CON LENGUAJES
(U OTROS CONJUNTOS)
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
UNION
OPERACIONES CON LENGUAJES
(U OTROS CONJUNTOS)
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Función con dominio en 2* x 2 * y
rango en 2 *
Tal que dados los lenguajes L1 y L2,
la unión entre L1 y L2 da como
resultado otro lenguaje L3 formado
por todas las palabras de L1 y todas
las palabras de L2 sin repeticiones.
DEFINICIÓN DE UNION
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Notación:
•L3 = L1  L2
Propiedades: dados los lenguajes L1, L2 y L3 se cumplen las leyes:
•Asociativa:
•(L1  L2)  L3 = L1  (L2  L3)
•Conmutativa:
•L1  L2 = L2  L1
•Elemento Neutro Ф:
•Ф  L1 = L1  Ф = L1
Ejemplos:
•Dados L1 = { λ, ba }; L2 = { a, b, ab } y L3 = { aa, ab } entonces:
•L1  L2 = { λ, a, b, ab, ba }
•L2  L3 = { a, b, aa, ab }
PROPIEDADES DE LA UNIÓN
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
 Sea el alfabeto  y dos lenguajes L1W() y L2W().
 La unión de L1 y L2, L1L2, es un lenguaje que se define de la
siguiente forma:
 L1  L2={x|xL1 o xL2}.
 Propiedades de la unión:
 Operación cerrada: L1  W(), L2  W() ⇒ L1  L2  W() (la
unión de dos lenguajes sobre el mismo alfabeto es también un
lenguaje sobre este alfabeto)
 Asociativa: (L1  L2)  L3=L1 (L2  L3)
 Elemento neutro: Ф  L1, N  L1 = L1 ¿Que es N?
 Conmutativa: L1  L2 = L2  L1
 Idempotencia: L  L = L
LA UNIÓN DE LENGUAJES
UNIÓN
EJERCICIOS DE CLASE
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
 Dados
 L1 = { λ, aba, ebe, obu };
 L2 = { da, de, di }
 L3 = { a, e, i, o, u }
 L4={a, ebe, o, di}
 entonces:
 L1  L2 ={ }
 L1  L3 ={ }
 L2  L2 = { }
 L1  L4 ={ }
 L3  L4= { }
 L1 L3  L4={ }
EJERCICIOS DE UNIÓN DE LENGUAJES
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
 Dados
 L1 = {λ, aba, ebe, obu };
 L2 = { da, de, di }
 L3 = { a, e, i, o, u }
 L4={a, ebe, o, di}
 entonces:
 L1  L2 ={λ, aba, ebe, obu, da, de, di }
 L1  L3 ={ }
 L2  L2 = {da, de, di }
 L1  L4 ={ }
 L3  L4= {a, e, i, o, u, ebe, di }
 L1 L3  L4={ }
SOLUCIÓN EJERCICIOS UNIÓN
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
DIFERENCIA
OPERACIONES CON LENGUAJES
(U OTROS CONJUNTOS)
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Función con dominio en 2 *x 2 * y rango en 2 *
Tal que dados los lenguajes L1 y L2, la diferencia
entre L1 y L2 da como resultado otro lenguaje L3
formado por todas las palabras de L1 excepto
aquellas que pertenezcan también a L2.
DEFINICIÓN DE DIFERENCIA
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Notación:
•L3 = L1 - L2
Propiedades:
•dados los lenguajes L1, L2 y L3 se cumplen las leyes:
No Asociativa:
•(L1 - L2) - L3 ≠ L1 - (L2 - L3)
No Conmutativa:
•en general L1 - L2 ≠ L2 - L1
Elemento Neutro Ф:
•L1 - Ф = L1
Ejemplos:
•Dados L1 = { λ, a, ab }; L2 = { a, b, ba } y L3 = { a, b, ab } entonces:
•L1 - L2 = { λ, ab }={ab}
•L2 - L3 = { ba }
•L1 - L3 = { λ }=Ф
PROPIEDADES DE LA DIFERENCIA
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Sean dos lenguajes L1 y L2.
• La diferencia de L1 y L2, L1- L2 (o L1L2) es el lenguaje que
se define por:
•L1- L2={x|xL1 y x L2}.
Propiedades de la diferencia
•Cerrada: L1W() , L2  W() ⇒ L1-L2  W()
•No es asociativa: ( L1, L2: (L1-L2)-L3=L1-(L2-L3))
•No es conmutativa: ( L1, L2: L1-L2=L2-L1)
•No es idempotente: L: L-L=
•A-=A
OTRAS OPERACIONES CLÁSICAS DE
CONJUNTOS: DIFERENCIA
DIFERENCIA
EJERCICIOS DE CLASE
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
 Dados
 L1 = {00, 01, 10, 11}
 L2 = { 0,00,000, 1, 11, 111}
 L3 = { 01, 001, 0001,00001}
 L4={00, 11, 000, 111}
 entonces:
 L1-L2={ }
 L1-L3={ }
 L3-L2={ }
 L3-L1={ }
 L2-L4-L1={ } - { }={ }
 L4-L3={ }
DIFERENCIA
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
 Dados
 L1 = {00, 01, 10, 11}
 L2 = { 0,00,000, 1, 11, 111}
 L3 = { 01, 001, 0001,00001}
 L4={00, 11, 000, 111}
 entonces:
 L1-L2={01, 10}
 L1-L3={00, 10, 11 }
 L3-L2={01, 001, 0001,00001}
 L3-L1={001, 0001,00001}
 L2-L4-L1={ 0, 1 } - {00, 01, 10, 11}={0, 1 }
 L4-L3={00, 11, 000, 111 }
SOLUCIÓN EJERCICIOS DE DIFERENCIA
DE LENGUAJES
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
INTERSECCIÓN
OPERACIONES CON LENGUAJES
(U OTROS CONJUNTOS)
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Función con dominio en
• 2* x 2* y rango en 2*
Tal que dados los lenguajes
L1 y L2, la intersección entre
L1 y L2 da como resultado
•otro lenguaje L3 formado
por todas las palabras que
pertenecen a L1 y que
también pertenecen a L2.
DEFINICIÓN DE INTERSECCIÓN
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Notación:
•L3 = L1  L2
Propiedades:
•dados los lenguajes L1, L2 y L3 se cumplen las leyes:
Asociativa:
•(L1  L2)  L3 = L1  (L2  L3)
Conmutativa:
•L1  L2 = L2  L1
Elemento Neutro Σ*:
•Σ*  L1 = L1  Σ* = L1
Ejemplos:
•Dados L1 = { λ, a, ab }; L2 = { a, b, bb } y L3 = { b, bb, aa } entonces:
•L1  L2 = { a }
•L2  L3 = { b, bb }
•L1  L3 = Ф
PROPIEDADES DE LA INTERSECCIÓN
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
•La intersección de L1 y L2, L1 L2, es el lenguaje que se define por:
•L1  L2={x|xL1 y xL2}.
Sean dos lenguajes
L1 y L2.
Propiedades de la intersección
•L1W() , L2  W(S) ⇒ L1L2  W()
Cerrada:
•(L1  L2)  L3=L1 (L2  L3)
Asociativa:
•L1  L2= L2  L1
Conmutativa:
•L  L=L
•L  =
Idempotencia:
OTRAS OPERACIONES CLÁSICAS DE
CONJUNTOS: INTERSECCIÓN
INTERSECCIÓN
EJERCICIOS DE CLASE
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
 DADOS LOS SIGUIENTES LENGUAJES:
 L1={111, 321, 123, 453, 891, 762}
 L2={111, 222, 333, 321, 123}
 L3={768, 45, 232, 453}
 CALCULA:
 L1  L2={ }
 (L1  L2)  L3={ }
 L2  L3={ }
 L1  L3={ }
INTERSECCIÓN
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
 DADOS LOS SIGUIENTES LENGUAJES:
 L1={111, 321, 123, 453, 891, 762}
 L2={111, 222, 333, 321, 123}
 L3={768, 45, 232, 453}
 CALCULA:
 L1  L2={ 111, 321, 123 }
 (L1  L2)  L3={}=
 L2  L3={} =
 L1  L3={453}
SOLUCIÓN EJERCICIOS DE INTERSECCIÓN
DE LENGUAJES
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
COMPLEMENTO
OPERACIONES CON LENGUAJES
(U OTROS CONJUNTOS)
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Función con dominio en
2* y rango en 2*
Tal que dado el lenguaje L1, el
complemento de L1 da como
resultado otro lenguaje L3 formado
por todas las palabras que
pertenecen a Σ* y que no pertenecen
a L1.
DEFINICIÓN DE COMPLEMENTO
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Notación:
• L3 = ~L1 = L1
Propiedades:
• ~L1 = Σ* - L1
• ~Σ* = Ф y ~Σ+ = Lλ
Involutiva:
• ~(~L1) = L1
Ejemplos:
• Dado L1 = { λ, a, b } entonces:
• ~L1 = {todas las secuencias de a y/o b excepto la palabra vacía y las
palabras unisimbólicas a y b }
PROPIEDADES DEL COMPLEMENTO
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Sea L un lenguaje sobre el alfabeto .
El complemento de L, denotado con 𝐿 (o con c(L)) es el
siguiente lenguaje:
• 𝐿 ={x|xW() y xL}
Propiedades del complemento
• Cerrada: LW() ⇒ 𝐿  W()
• W() =
• 𝐿 =L
OTRAS OPERACIONES CLÁSICAS DE
CONJUNTOS: COMPLEMENTO
COMPLEMENTO
EJERCICIOS DE CLASE
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
 DADO EL ALFABETO Y LOS SIGUIENTES LENGUAJES:
 *={, 0O,000,0000, 11, 111, 1111, 01, 10, 0001, 1000, 1001,
0110}
 Calcula los complementos:
 L1={00, 01, 10,11},
el complemento de (L1)={ }
 L2={000, 01, 1001, 1111},
el complemento de (L2)={ }
 L3={00, 000, 0000},
el complemento de (L3)={ }
COMPLEMENTO
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
 DADO EL ALFABETO Y LOS SIGUIENTES LENGUAJES:
 *={, 0O,000,0000, 11, 111, 1111, 01, 10, 0001, 1000, 1001,
0110}
 Calcula los complementos:
 L1={00, 01, 10,11},
el complemento de (L1)={,111, 1111, 0001, 1000, 1001, 0110 }
 L2={000, 01, 1001, 1111},
el complemento de (L2)={, 0O, 0000, 11, 111, 10, 0001, 1000,
0110 }
 L3={00, 000, 0000},
el complemento de (L3)={, 11, 111, 1111, 01, 10, 0001, 1000,
1001, 0110 }
SOLUCIÓN EJERCICIOS DE
COMPLEMENTO
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
PRODUCTO O
CONCATENACIÓN
OPERACIONES CON LENGUAJES
(U OTROS CONJUNTOS)
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Función con
dominio en 2 * x 2
* y rango en 2 *
•Tal que dados los lenguajes L1 y L2,
el producto o concatenación entre
L1 y L2 da como resultado otro
lenguaje L3 formado por todas las
palabras que resultan de
concatenar una palabra de L1 con
una palabra de L2 y solo en ese
orden.
DEFINICIÓN DE PRODUCTO O
CONCATENACIÓN
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Notación:
•L3 = L1 .L2
Propiedades:
•dados los lenguajes L1, L2 y L3 se cumplen las leyes:
Asociativa:
•(L1 . L2) . L3 = L1 . (L2 . L3)
No Conmutativa:
•en general L1 . L2 ≠ L2 . L1
Elemento Neutro Lλ:
•Lλ . L1 = L1 . Lλ = L1
Ejemplos:
•Dados L1 = { λ, a }; L2 = { b, bb } y L3 = { aa } entonces:
•L1 . L2 = { b, bb, ab, abb }
•L2 . L3 = { baa, bbaa }
•L2 . Ф = Ф
PROPIEDADES DEL PRODUCTO O
CONCATENACIÓN
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Sean dos lenguajes L1, L2. La concatenación de L1 y L2,
representado por L1L2 (a veces por L1.L2), es un lenguaje
que se define de la siguiente forma: L1L2={xy|xL1 , yL2}.
Ejemplos: ={a,b,c}
•L1 ={ab, ac, cb}; L2={b, bba} ⇒L1L2={abb,abbba,acb,acbba,cbb,cbbba}
•L1 ={a, aa, aaa, ...}; L2={, b, bb, bbb, ...} ⇒ L1L2=¿?
¿Qué pasa si L1 o L2 es ?
CONCATENACIÓN:
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Cerrada:
• L1W(), L2W() ⇒ L1L2W()
Asociativa:
• (L1L2)L3 = L1(L2L3)
No es conmutativa:
•  (L1, L2: L1L2=L2L1)
Elemento neutro({}):
•  L1: L1{}={}L1=L1
No es idempotente:
•  ( L: LL=L)
PROPIEDADES DE LA CONCATENACIÓN
CONCATENACIÓN
EJERCICIOS DE CLASE
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
 Dados los siguientes lenguajes:
 L1={a1, b2, c3}
 L2={a, aa, aaa}
 L3={1, 2, 3}
 L4={a, ab, abc}
 Calcula las siguientes concatenaciones
 L1.L2={ }
 L2.L3={ }
 L3.L4={ }
 L1.L2.L4={ }
 L3.L3= { }
 L2.L2={ }
CONCATENACIÓN
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
 Dados los siguientes lenguajes:
 L1={a1, b2, c3}
 L2={a, aa, aaa}
 L3={1, 2, 3}
 L4={a, ab, abc}
 Calcula las siguientes concatenaciones
 L1.L2={ a1a, a1aa, a1aaa, b2a, b2aa, b2aaa, c3a, c3aa, c3aaa }
 L2.L3={a1, a2, a3, aa1, aa2, aa3, aaa1, aaa2, aaa3 }
 L3.L4={ 1a, 1ab, 1abc, 2a, 2ab, 2abc, 3a, 3ab, 3abc }
 L1.L2.L4={ }
 L3.L3= {11,12,13,21,22,23,31,32,33 }
 L2.L2={ aa,aaa,aaaa,aaa,aaaaa }
SOLUCIÓN EJERCICIOS DE
CONCATENACIÓN DE LENGUAJES
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
POTENCIACIÓN
OPERACIONES CON LENGUAJES
(U OTROS CONJUNTOS)
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Función con dominio en 2* x N y rango en 2*
Tal que dado el lenguaje L1 y el número
natural i mayor o igual que 2, la potencia
con base L1 y exponente i da como
resultado otro lenguaje L3 formado por el
producto de L1 consigo mismo (i - 1)
veces
DEFINICIÓN DE POTENCIACIÓN
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Notación:
• L3 = L1i
Propiedades:
• Desde un punto de vista práctico la potencia es una forma reducida de
representar el producto de un lenguaje consigo mismo.
Por definición
• L10 = λ y L11 = L1
Ejemplos:
• Dados L1 = { a, b } L2 = { bab, bb, ab }
• L13 = { a, b } .{ a, b } .{ a, b } ={ aaa, aab, aba, abb, baa, bab, bba, bbb }
• L22 = { babbab, babbb, babab, bbbab, bbbb, bbab, abbab, abbb, abab}
PROPIEDADES DE LA POTENCIA
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
La potencia i-ésima de un lenguaje L consiste en el lenguaje
resultante de concatenar el lenguaje consigo mismo i veces.
•Li = LLL...L (i veces)
Propiedades de la potencia
•Cerrada: L  W() ⇒ Li W()
•Li+1 = LiL = LLi (i>0)
•LiLj = Li+j (i,j>0)
¿Que pasa si i, j = 0?
•Se define L0 = {}
•L0+1 = L1 = L = {}L=L0L
•L0L0= {}{} ={}=L0 = L0+0
POTENCIA DE UN LENGUAJE
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
L1 = {,ab, ac}
•⇒L12={,ab,ac,abab,abac,acab,acac}
•⇒L13={,ab,ac,abab,abac,acab,acac,ababab,ababac,
abacab,abacac,acabab,acabac,acacab,acacac}
L2 = {a, aa, aaa, ...}
•⇒ L22=¿?
•⇒ L23=¿?
EJEMPLOS DE POTENCIA DE UN
LENGUAJE
POTENCIA
EJERCICIOS DE CLASE
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
 Dados los siguientes lenguajes:
 L1={a1, b2, c3}
 L2={a, aa, aaa}
 L3={1, 2, 3}
 L4={a, ab, abc}
 Calcula las siguientes concatenaciones
 L12 ={a1, b2, c3} . {a1, b2, c3 }=
 L22 ={ a,aa,aaa}. { a,aa,aaa}={ }
 L33 ={1, 2, 3}. {1, 2, 3}. {1, 2, 3}={}
 L43 ={a, ab, abc}. {a, ab, abc}. {a, ab, abc}={ }
POTENCIA
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
 Dados los siguientes lenguajes:
 L1={a1, b2, c3}
 L2={a, aa, aaa}
 L3={1, 2, 3}
 L4={a, ab, abc}
 Calcula las siguientes concatenaciones
 L12 ={a1, b2, c3} . {a1, b2, c3}={ a1a1,a1b2,a1c3, b2a1, b2b2,b2c3,
c3a1,c3b2, c3c3 }
 L22 ={ a,aa,aaa}. {
a,aa,aaa}={aa,aaa,aaaa,aaa,aaaa,aaaaa,aaaa,aaaaa,aaaaaa}
 L33 ={1, 2, 3}. {1, 2, 3}. {1, 2, 3}={}
={1, 2, 3}. {1, 2, 3} . {1, 2, 3}={11, 12, 13, 21, 22, 23, 31, 32, 33} . {1, 2, 3}
={ }
 L43 ={a, ab, abc}. {a, ab, abc}. {a, ab, abc}={aaa, aaab, aaabc,…}
SOLUCIÓN EJERCICIOS DE POTENCIA
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
CLAUSURA, CIERRE
O ESTRELLA DE
KLEENE
OPERACIONES CON LENGUAJES
(U OTROS CONJUNTOS)
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Función con dominio en 2* y rango en 2*
Tal que dado el lenguaje L1, la operación “L1
estrella” (L1*) da como resultado otro lenguaje
L3 formado por todas las potencias de base L1 y
exponente i, desde i igual a cero hasta infinito.
DEFINICIÓN DE CLAUSURA, CIERRE O
ESTRELLA DE KLEENE
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Notación:
•L3 = L1 *= L10  L11  L12 …… = 𝒊=𝟎
∞
𝑳𝟏𝒊
Propiedades:
•(L1*) *= L1*
Por definición Ф* = Lλ y Lλ* = Lλ
Ejemplos:
•Dado L1 = { aa, ab, ba, bb }
•L1*= { todas las secuencias de a y/o b de long. par incluida
la vacía}
CLAUSURA, CIERRE O ESTRELLA DE
KLEENE
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
•L*= 𝒊=𝟎
∞
𝑳𝟏𝒊
La clausura de
un lenguaje L
se define por:
•L: L*, ya que {}=L0.
Nota:
•Cerrada: LW()⇒ L+  W() , L*  W()
•L*=L0  ( 𝒊=𝟎
∞
𝑳𝟏𝒊)= L0  L++={}  L+
•L+ =LL*= L*L
•Demostración¿?
Propiedades de
la clausura:
CLAUSURA, ITERACIÓN, CIERRE O
ESTRELLA DE KLEENE
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
CLAUSURA, CIERRE
O ESTRELLA
POSITIVA
OPERACIONES CON LENGUAJES
(U OTROS CONJUNTOS)
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Función con dominio en
2 * y rango en 2*
Tal que dado el lenguaje L1, la operación
“L1 estrella positiva” da como resultado
otro lenguaje L3 formado por todas las
potencias de base L1 y exponente i, desde
i igual a uno hasta infinito.
DEFINICIÓN DE CLAUSURA, CIERRE O
ESTRELLA POSITIVA
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Notación:
•L3 = L1+= L11  L12  L13 …… = 𝒊=𝟏
∞
𝑳𝟏𝒊)
Propiedades:
•(L1 +) + = L1+
Por definición
•Ф+= Ф y Lλ+ = Lλ
Ejemplos:
•Dado L1 = { aa, ab, ba, bb } L2 = { λ, aa, ab, ba, bb }
•L1+ = { todas las secuencias de a y/o b de long. par }
•L2+ = L2*
DEFINICIÓN DE CLAUSURA, CIERRE O
ESTRELLA POSITIVA
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
La clausura positiva de un lenguaje L se define por:
• L+= 𝒊=𝟏
∞
𝑳𝟏𝒊
Ejemplos:
• L ={a,aa,aaa,aaaa,...} = {an | n1}
• ⇒ L2={ aa,aaa,aaaa,...} = {anam | n,m  1} = {an | n  2}
• ⇒ L3={ aaa,aaaa,...} = {anam | n  1, m  2} = {an | n  3}
• ⇒ L+= 𝒊=𝟏
∞
𝑳𝒊 ={a,aa,aaa,aaaa,...} = L
• ={a,b},  es un lenguaje sobre , ya que W()
• += 𝒊=𝟏
∞
𝒊 ={a,b,aa,ab,ba,bb,aaa,...} = W() - {}
Nota:
• Si L, entonces L+.
CLAUSURA POSITIVA
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
INVERSA O
REFLEXIÓN
OPERACIONES CON LENGUAJES
(U OTROS CONJUNTOS)
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Función con dominio en
2 * y rango en 2 *
Tal que dado el lenguaje L1,
la inversa de L1 da como
resultado otro lenguaje L3
formado por todas las
inversas correspondientes a
las palabras de L1.
DEFINICIÓN DE INVERSA O REFLEXIÓN
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Notación:
•L3 = L-1
Propiedades
Distributiva:
•(L1 . L2) -1 = L2-1 . L1 -1
•(L1*)-1 = (L1-1 )*
Involutiva: (L1-1 ) -1 = L1
Ejemplos:
•Dados L1 = { ab, bb } L2 = { aa, ba }
•L1.L2 = { abaa, abba, bbaa, bbba}
•( L1 . L2 ) -1 = { aaba, abba, aabb, abbb }
•L2-1 = { aa, ab }
•L1-1 = { ba, bb }
•L2 -1. L1-1 = { aaba, abba, aabb, abbb } = ( L1 . L2 ) -1 ¿es igual?
PROPIEDADES DE LA INVERSA O
REFLEXIÓN
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Sea L un lenguaje. Se llama lenguaje inverso
(lenguaje reflejo) de L, y se representa por L-1
al lenguaje:
L-1={x-1|xL}.
Ejemplos:
•L ={ana, julio, jesus, norma} ⇒ L-1={ana, oiluj, susej, amron}
•L ={a,aa,aaa,...} ⇒ ¿L-1?
•Propiedades de la reflexión:
•Cerrada: LW() ⇒ L-1  W()
REFLEXIÓN
INVERSA
EJERCICIOS DE CLASE
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
 DADO LOS SIGUIENTES LENGUAJES:
 L1={1234, 5678, 9101, 3456, 8765}
 L2={then, else, if, for, while, do}
 L3={Antonio, Guadalupe, Martha, Emiliano}
 Calcula:
 L1-1 ={}
 L2-1 ={}
 L3-1 ={}
REFLEXIÓN O INVERSA
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
 DADO LOS SIGUIENTES LENGUAJES:
 L1={1234, 5678, 9101, 3456, 8765}
 L2={then, else, if, for, while, do}
 L3={Antonio, Guadalupe, Martha, Emiliano}
 Calcula:
 L1-1 ={4321, 8765, 1019, 6543, 5678}
 L2-1 ={neht, esle, fi, rof, elihw, od}
 L3-1 ={oinotnA, epuladauG, ahtraM, onailimE}
SOLUCIÓN EJERCICIOS DE REFLEXIÓN O
INVERSA
LENGUAJES
CONCLUSIÓN GRÁFICA
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
REPRESENTACIÓN GRAFICA OPERACIONES
CON CONJUNTOS O LENGUAJES
OPERACIONES
CON
LENGUAJES
OTRAS LEYES DE LAS
OPERACIONES SOBRE
CONJUNTOS
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
LEYES DE OPERACIONES DE CONJUNTOS
con
Palabras
y con
Lenguajes
EJEMPLOS DE
OPERACIONES
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Dado el alfabeto Letras = { a, b, c, .…, z }
Haciendo caso omiso de las tildes y los espacios en blanco, los siguientes son
casos curiosos de palíndromos:
•ananá, oso, ojo, asa, ala, sus, allá, anilina, reconocer, somos, aérea, rasar, atar a la rata, alábala a la
bala, anita lava la tina, arroz a la zorra, dábale arroz a la zorra el abad
diversas palabras del español resultan de concatenar dos o más palabras del
mismo lenguaje:
•limpia.para.brisas = limpiaparabrisas
•bala . cera = balacera
•casa . miento = casamiento
•agua . tero = aguatero
•rápida . mente = rápidamente
•villa . nada = villanada
las siguientes palabras y sus inversas tienen distintos significados:
•odio, oído, osar, raso, orar, raro, lava, aval, raza, azar, acera, areca
EJEMPLO 1
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Dado el alfabeto
Sílabas = { ma, mon, mo, ca, co, li, ra, re, ro, ta, to, ja, bron }
haciendo caso omiso de las tildes tenemos los siguientes
palíndromos:
•maroma, cólico, retaré, remaré, coco, caca, caraca
las siguientes palabras y sus inversas tienen significados
distintos:
•jamón, monja, bronca, cabrón, mora, ramo, coca, caco,
•raco, cora, maca, cama, coma, maco, como, moco,
•rata, tara, roca, caro, tomón, monto, rato, tora
EJEMPLO 2
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Dado el alfabeto Σ = { a, b, c, …, z, 0, 1, … 9 , _ }
se puede definir los siguientes lenguajes unisimbólicos :
• Letras = { a, b, c, …. , z }
• Dígitos = { 0, 1, 2, 3, …. , 9}
• Guión = { _ }
Combinando convenientemente estos lenguajes se
puede representar el conjunto de todos los
identificadores de un lenguaje de programación:
• Identificador = (Letras  Guión) . (Letras  Dígitos  Guión)*
EJEMPLO 3
LENGUAJES
Y
AUTOMATAS
NIVELES DE UN
LENGUAJE
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Con el objetivo de estudiar una frase o sentencia,
se puede considerar 4 niveles de lenguajes.
Esto facilita la tarea de análisis, ya que la divide
en fases o etapas que permiten un procesamiento
escalonado del lenguaje; desde un menor nivel de
complejidad a un mayor nivel de complejidad.
NIVELES DE UN LENGUAJE
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
ESTOS NIVELES SON:
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Se refiere al reconocimiento del léxico de un lenguaje o sea la
identificación de los símbolos del alfabeto del lenguaje, llamados
componentes léxicos.
Es lo que normalmente llamamos diccionario.
También incluye la clasificación en tipos de componentes léxicos.
Cabe destacar que este nivel no depende del contexto.
NIVEL LEXICOGRÁFICO:
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Por ejemplo:
Diccionario del Lenguaje de programación C++:
Tipos de componentes léxicos de C++:
palabras claves, delimitadores, operadores, identificadores,
números, etc.
NIVEL LEXICOGRÁFICO:
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Se trata de la forma en la que
los componentes léxicos se
organizan dentro de una frase o
sentencia, es decir la estructura
de dicha secuencia de símbolos.
Este nivel es independiente o
libre del contexto.
NIVEL SINTÁCTICO
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Por ejemplo:
Lenguaje de programación C++:
Estructura de una sentencia selectiva
•if ( exp.lógica ) sentencia else sentencia;
Estructura de una sentencia de asignación:
•identificador = expresión ;
•if (N>=0) S1 = S1 + N; else S2 = S2 + N;
NIVEL SINTÁCTICO
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Se refiere al significado
o connotación de una
palabra de un lenguaje.
Tiene en cuenta la
coherencia de una frase
o sentencia.
Este nivel es
dependiente del
contexto.
NIVEL SEMÁNTICO
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Por ejemplo:
Lenguaje de programación C++:
Comprobación de Tipos: verificación de la correspondencia entre las
declaraciones de identificadores y el uso de dichos identificadores.
Observación: En este caso la sentencia es incorrecta semánticamente,
ya que se utiliza una variable I de tipo float como índice del arreglo V.
NIVEL SEMÁNTICO
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Tiene que ver con los hechos
o acciones que evocan las
frases o sentencias de un
lenguaje y su utilización por
parte de un procesador
humano o computacional.
Este nivel es dependiente del
contexto.
NIVEL PRAGMÁTICO
MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI
Por ejemplo:
Lenguaje de programación C++:
Una sentencia de entrada implica la espera del dato que ingresa por el periférico correspondiente, la
toma desde el buffer de dicho periférico, la verificación del formato y de la coherencia del mismo; y
almacenamiento en la posición de memoria RAM correspondiente al identificador de la variable.
Observación: Para que no se produzca un error pragmático, en tiempo de ejecución, el operador
debe introducir un dato de tipo numérico.
NIVEL PRAGMÁTICO
Introducción
a los
lenguajes
RESUMEN GRÁFICO DE
LA UNIDAD 1
Por su
atención
GRACIAS
rosa.garcia@tecvalles.mx

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  • 1. LENGUAJES Y AUTÓMATAS UNIDAD 1 INTRODUCCIÓN A LA TEORÍA DE LENGUAJES FORMALES MTI. Rosa Imelda García Chi
  • 2. Introducción TEORÍA DE AUTÓMATAS Y LENGUAJES FORMALES
  • 3. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Teoría de Autómatas y Lenguajes formales es un “repaso” a la informática teórica. La informática teórica: se ha desarrollado en base a la confluencia de campos en apariencia muy distintos: Investigación acerca de Fundamentos Matemáticos, Teoría de Máquinas, Lingüística, … Ciencia multidisciplinar que se apoya en que los mismos fenómenos pueden actuar y servir de fundamento en áreas totalmente desconectadas (aparentemente). INTRODUCCIÓN
  • 4. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI  MATEMATICA  FISICA  QUIMICA  BIOLOGIA  PSICOLOGIA  SOCIOLOGIA  ECONOMIA  POLITICA
  • 5. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Autómatas / máquinas secuenciales Lenguajes y gramáticas Máquinas abstractas y algoritmos PILARES DE LA INFORMÁTICA TEÓRICA:
  • 7. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Eslabón de la informática teórica que proviene de la Ingeniería Eléctrica. 1938 – Claude Elwood Shannon: “A symbolic Analysis of relay and switching circuits” • Aplicación de la lógica matemática a los circuitos combinatorios y secuenciales. Sus ideas desarrollaron la Teoría de los autómatas finitos y máquinas secuenciales • Un autómata es un dispositivo abstracto que es capaz de recibir información, cambiar de estado y transmitir información. AUTÓMATAS / MÁQUINAS SECUENCIALES
  • 8. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Un autómata puede describir de forma formal el funcionamiento de un sistema Ejemplo: interruptor AUTÓMATAS / MÁQUINAS SECUENCIALES
  • 9. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Un autómata es un modelo abstracto de una computadora digital • Lee símbolos en la entrada • Produce símbolos en la salida • Tiene una unidad de control que puede estar en uno de sus posibles estados internos • Puede cambiar de los estados internos en función de la entrada • Puede tener algún tipo de memoria Autómatas transductores / generadores / aceptadores AUTÓMATAS / MÁQUINAS SECUENCIALES
  • 11.
  • 12. Building the robot of Leonardo da Vinci in the Leonardo3 laboratories by Mario Taddei.
  • 14. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Años 50 – Avram Noam Chomsky Teoría de las Gramáticas Transformacionales •Base de la Lingüística Matemática •Proporcionó una herramienta que no sólo podía aplicarse a los lenguajes naturales, sino que facilitaba el estudio y formalización de los lenguajes de ordenador que aparecían en aquella época. Segundo eslabón: Lingüística (campo tradicionalmente considerado no científico). LENGUAJES Y GRAMÁTICAS
  • 15. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Cualquier comunicación se realiza mediante cadenas de símbolos que corresponden a un lenguaje. Lenguajes son conjuntos de cadenas de símbolos (palabras, oraciones, textos o frases) LENGUAJES Y GRAMÁTICAS
  • 16. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI El estudio de los lenguajes se reduce, básicamente, a: Sintaxis: (gramática) define las secuencias de símbolos que forman cadenas válidas de un lenguaje Gramática Descripción formalizada de las oraciones de un lenguaje. Una gramática genera o describe un lenguaje. Semántica significado de las cadenas que componen un lenguaje LENGUAJES Y GRAMÁTICAS
  • 17. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Ejemplo 1: Semántica: A es un número natural. Diferente sintaxis en diferentes lenguajes: A is a natural number. A : Natural; 0100000100000001 LENGUAJES Y GRAMÁTICAS
  • 18. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Ejemplo 2: Sintaxis: • if_statement ::= if condition then sequence_of_statement {elsif condition then sequence_of_statements} [else sequence_of_statements] end if; Semántica: • Si se cumple <condition> entonces haz lo que viene definido por <sequence_of_statements>. En caso contrario ... Cadena del lenguaje: • if Line_Too_Short then raise Layout_Error; elsif Line_Full then New_Line; Put(Item); else Put(Item); end if; LENGUAJES Y GRAMÁTICAS
  • 19. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Se establecieron correspondencias (isomorfismos) entre ellas. LENGUAJES Y GRAMÁTICAS
  • 20. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Chomsky clasificó de las gramáticas en diferentes tipos: Lenguajes del mismo tipo tienen propiedades en común Según el tipo de lenguaje, existen diferentes algoritmos que permiten comprobar la sintaxis de textos. LENGUAJES Y GRAMÁTICAS
  • 21. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Surge “Backus normal form” Propuesto por John Bakus •Lenguajes de Programación •Lenguajes Naturales •Sistemas de Comandos para gramática de ALGOL LENGUAJES Y GRAMÁTICAS
  • 22.
  • 23. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Relación entre autómatas, lenguajes y gramáticas: Autómatas aceptadores: las entradas válidas corresponden a un lenguaje LENGUAJES Y GRAMÁTICAS
  • 25. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI La historia de la informática teórica se remonta a la década de los 30. 1931 - Kurt Gödel: “On formally undecidable Propositions in Principia Mathematica and related systems” •Revolución Matemática: “Cualquier teoría matemática ha de ser incompleta. Siempre habrá en ella afirmaciones que no se podrán demostrar ni negar.” MÁQUINAS ABSTRACTAS Y ALGORITMOS
  • 26. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI ¿Cómo se puede formalizar el concepto de realizar un cálculo? 1937 – Alan Mathison Turing: “On computable numbers with an application to the Entscheidungsproblem” Definición de la Máquina de Turing como dispositivo matemático abstracto de cálculo que introduce el concepto de “algoritmo”. Origen “oficial” de la informática teórica. Precursora abstracta de las máquinas de calcular automáticas. La Máquina de Turing es un modelo abstracto de los ordenadores actuales. Demuestra la existencia de problemas irresolubles, los que ninguna máquina de Turing (y ningún ordenador) puede resolver o calcular. (Teoría de la Computabilidad). MÁQUINAS ABSTRACTAS Y ALGORITMOS
  • 27.
  • 29. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Lenguaje, medio de comunicación entre los seres humanos a través de signos orales y escritos que poseen un significado. En un sentido más amplio, es cualquier procedimiento que sirve para comunicarse. Algunas escuelas lingüísticas entienden el lenguaje como la capacidad humana que conforma al pensamiento. CONCEPTO DE LENGUAJE
  • 30. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI CLASIFICACIÓN DE LENGUAJES
  • 31. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI ¿Qué es un lenguaje? Informalmente: •un lenguaje es un conjunto de palabras o sentencias formadas sobre un alfabeto Pasaremos a definirlo de manera formal. CONCEPTO DE LENGUAJE FORMAL
  • 32. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Entidad no definida CONCEPTO DE SÍMBOLO
  • 33. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Secuencia finita de símbolos Se representa con w CONCEPTO DE CADENA
  • 34. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI •Secuencia finita de símbolos pertenecientes a un alfabeto. PALABRA o CADENA: PALABRAS O CADENAS
  • 35. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Notación: •últimas letras del abecedario en minúsculas (.. w, x, y, z) Ejemplos: •Σ: a, b, aa, ab, ba, bb, abcd, aadd •Binario: 011, 11011, 00, 11 •Letras: casa, pieza, del, abc •Español: la_casa_es_linda, el_perro_come_alegremente PALABRAS O CADENAS
  • 36. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI • es aquella secuencia que no contiene símbolo alguno. La palabra vacía, que representamos con λ (lambda) o  (epsilon) • secuencia de cero o más símbolos iniciales de una palabra. Prefijo: • secuencia de cero o más símbolos finales de una palabra. Sufijo: • secuencia de símbolos obtenida al eliminar un sufijo o un prefijo de una palabra. Subcadena: •representa al conjunto de todas las palabras w formadas por símbolos de dicho alfabeto, es decir el Conjunto Universal de arreglos con repeticiones de símbolos sobre Σ. Σ* • representa al Conjunto Universal sin la palabra vacía. Σ+ • Σ+ = Σ* - { λ } o sea que: PALABRAS O CADENAS
  • 37. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI •||=|λ|= 0 Cadena sin símbolos que se representa con  o λ CADENA VACÍA
  • 38. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Definición (Alfabeto): •Conjunto finito, no vacío, de elementos. •Conjunto finito de símbolos. •Generalmente usaremos  para especificar alfabetos y los elementos los denominaremos “letras” o “símbolos”. Ejemplos: •Los alfafetos español, inglés o alemán •1={0,…,9}, 01 •2={x | x es un símbolo del código ASCII} •3={(,)} •4={1, A, 2, B} •5={a, b, c, d} •6={} •7= ALFABETO
  • 39. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI •Conjunto finito no vacío de símbolos diferentes. ALFABETO: ALFABETO
  • 40. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Notación: •Nombre genérico de un alfabeto: Σ •Símbolos abstractos de un alfabeto: primeras letras del abecedario en minúscula (a, b, c, …) Ejemplos: •Σ = { a, b, c , d } •Binario = { 0, 1 } •Letras = { a, b, c, d, e, ….., x, y, z } •Español = {el, la, … , casa, perro, …, es, come, … , linda, alegremente, …} ALFABETO Hasta aquí miércoles 23
  • 41. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Definición (Lenguaje universal): •Sea  un alfabeto. •El lenguaje universal de  es el conjunto formado por todas las palabras que se pueden formar con las letras de . •Representamos dicho lenguaje con W() o L. Ejemplos: •1 ={a} ⇒ W(1)={, a, aa, aaa, ...} Nota: •La palabra vacía pertenece a todos los lenguajes universales de todos los alfabetos posibles. LENGUAJES FORMALES:
  • 42. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Definición (Lenguaje): •Sea un alfabeto . •Un lenguaje L sobre  es cualquier subconjunto del lenguaje universal W(). Ejemplos: •1 ={a} ⇒ W(1)={, a, aa, aaa, ...} •L1 ={a}  W(1) •L2 ={}  W(1) (L2 = ) •L3 =1  W(1) •L4 =W(1)  W(1) •L5 ={}={}  W(1) (Nota: L5L2) •L6 ={, a, aaa, aaaaa}  W(1) •L7 ={, a, aaa, aaaaa, ...}  W(1) Hay lenguajes finitos, infinitos y vacíos. LENGUAJES FORMALES:
  • 43. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI •Cualquier subconjunto L del Conjunto Universal de palabras sobre un alfabeto Σ. LENGUAJE: DEFINICIÓN FORMAL DE LENGUAJE
  • 44. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Notación: •L1, L2, …. Ejemplos: •Σ: L1 = {a, b, aa, ab, ba, bb, abcd, aadd} •Binario: L2 = {011, 11011, 00, 11} •Letras: L3 = {casa, pieza, del, abc} •Español: L4 = {la_casa_es_linda, el_perro_come_alegremente} LENGUAJE FORMAL
  • 45. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Podemos decir que: L  Σ* Los siguientes son casos particulares significativos: •El Lenguaje Universal Σ* •El Lenguaje Vacío Ф •El Lenguaje Lλ = { λ } LENGUAJE FORMAL
  • 46. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Sea Σ un alfabeto, entonces Σ* denota al lenguaje formado con todas las cadenas definidas sobre Σ. Incluye la cadena vacía CERRADURA DE UN ALFABETO
  • 47. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Considere el alfabeto Σ={0,1}, entonces los siguientes son lenguajes definidos en Σ: • L1={} • L11= • L2={} • L3={0} • L4={0, 1, 00, 01, 10, 11} • L5={,0} • L6={0, 00, 000, 0000,…} • L7={101, 1001, 10001,…} • L8={,0, 1, 00, 01, 10, 11, 000,…,111, 0000,…, 1111,…} EJEMPLO
  • 49. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI 1={0,1,2,3} 2={la, le, li, lo, lu} 3={if, then, else} 4={a, b, c, d, e} 5={00,01,10,11} 6={+, *, $, #} GENERA 5 LENGUAJES (L1,2,3..N) A PARTIR DE LOS SIGUIENTES ALFABETOS (): HASTA AQUÍ GRUPO A MARTES 20 AGO
  • 51. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Concatenación Potencia Longitud Inversa OPERACIONES CON PALABRAS O CADENAS
  • 52. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Concatenación OPERACIONES CON PALABRAS O CADENAS
  • 53. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Función con dominio en Σ*x Σ* y rango en Σ*. Tal que dadas las palabras u y v, la concatenación de u con v da como resultado otra palabra w formada por la secuencia de símbolos de u seguida de la secuencia de símbolos de v. DEFINICIÓN DE CONCATENACIÓN
  • 54. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI • w = u.v Notación: • dadas las palabras {u, v, w} se cumplen las leyes: Propiedades: • (u.v).w = u.(v.w) Asociativa: • En general u.v ≠ v.u No conmutativa: • λ: λ.u = u.λ = u Elemento Neutro PROPIEDADES DE LA CONCATENACIÓN
  • 55. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Ejemplos: •Dado el alfabeto •Vocal = {a, e, i, o, u} entonces • iui . λ = iui=iuiλ •ae . ou = aeou •(ieu . aa) . u = ieu . (aa . u) = ieuaau PROPIEDADES DE LA CONCATENACIÓN
  • 56. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Operación cerrada: sí • Si x e y están definidos sobre , entonces xy está definido sobre . Asociativa: sí • x(yz)=(xy)z Elemento nulo:  • x=x=x Conmutatividad: no • xyyx CONCLUSIÓN DE LA CONCATENACIÓN
  • 58. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Sea  = {0, 1, 2}, x = 00, y = 1, z = 210 Definir las siguientes palabras: xy, xz, yz, xyz, zxx Sea  = {ae, bi, co, du, ma, ne, ti, po, zu}, x = aeduma, y = bicotizu, z = mapone Definir las siguientes palabras: xy, xz, yz, yx, yxz, zxy EJERCICIO DE CONCATENACIÓN
  • 59. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Sea  = {0, 1, 2}, x = 00, y = 1, z = 210 Definir las siguientes palabras: xy, xz, yz, xyz, zxx SOLUCIÓN xy=001 Yz=1210 Xz=00210 Xyz=001210 Zxx=2100000 SOLUCIÓN EJERCICIO DE CONCATENACIÓN
  • 60. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Sea  = {ae, bi, co, du, ma, ne, ti, po, zu}, x = aeduma, y = bicotizu, z = mapone Definir las siguientes palabras: xy, xz, yz, yx, yxz, zxy Solución xy=aedumabicotizu xz=aedumamapone yz=bicotizumapone yxz=bicotizuaedumamapone zxy=maponeaedumabicotizu yx=bicotizuaeduma SOLUCIÓN DE EJERCICIO DE CONCATENACIÓN
  • 61. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Potencia OPERACIONES CON PALABRAS O CADENAS
  • 62. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Función con dominio en Σ*x N y rango en Σ*. Tal que dada la palabra u y el número natural i, la potencia con base u y exponente i da como resultado otra palabra w formada por una sucesión de i palabras u. DEFINICIÓN DE POTENCIACIÓN
  • 63. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Notación: • w = ui Propiedades: • Desde un punto de vista práctico la potencia es una forma reducida de representar la concatenación de una palabra consigo misma. Por definición • u0 = λ y u1 = u Ejemplos: • Dado el alfabeto Binario = {0, 1} entonces • 000 = λ 1012= 101101 13= 111 015 = 0101010101 PROPIEDADES DE LA POTENCIACIÓN
  • 64. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI  i, j > 0 • xi+1=xxi=xix • xixj=xi+j Se define x0= (palabra vacía): • Si i=0 ⇒ x0+1=x1=x=x=xx0=x=x0x • Si i, j=0 ⇒ xixj=x0x0===x0=x0+0 Nota: •   =  ; x=x; x=x • |xi|=i|x| PROPIEDADES DE LA POTENCIA
  • 65. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Sea i un número natural, y x una palabra o cadena. La potencia i-ésima de x, denominada xi, es la operación que consiste en concatenarla consigo misma i veces. Ejemplos: • x =abc ⇒ x1=abc • x2=abcabc • x3=abcabcabc OTRA DEFINICIÓN (POTENCIA):
  • 67. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Sea  = {0, 1, 2}, x = 00, y = 1, z = 210 Resuelve las siguientes potencias: x3, y2 , x2y2, (xy) 2, (zxx) 3, z1, x0y2 EJERCICIO DE POTENCIA
  • 68. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI  Sea  = {0, 1, 2}, x = 00, y = 1, z = 210  Resuelve las siguientes potencias: X3=000000 Y2=11  x2y2=000011 (x+y) 2=x2 +2xy+y2=0000+2001+11 (xy)2=(001)2=001001  (zxx) 3 =(2100000) 3= 210000021000002100000  z1=210  x0y2=11 =11 SOLUCIÓN A EJERCICIO DE POTENCIA
  • 69. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI  Sea  = {0, 1, 2}, x = 00, y = 1, z = 210  Resuelve las siguientes potencias: x3, y2 , x2y2, (xy) 2, (zxx) 3, z1, x0y2 Solución  X3 = 000000  y2 = 11  x2y2 =000011  (xy) 2 =001001  (zxx) 3 =210000021000002100000  z1 =210  x0y2=11 SOLUCIÓN DE EJERCICIO DE POTENCIA
  • 70. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Longitud OPERACIONES CON PALABRAS O CADENAS
  • 71. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Función con dominio en Σ* y rango en N. Tal que dada la palabra u la longitud de u da como resultado la cantidad de símbolos que forman la palabra. DEFINICIÓN DE LONGITUD
  • 72. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Notación: •w = | u | = long(u) Propiedades: •La longitud de λ es cero •| u | representa la cantidad de símbolos a que hay en u Ejemplos: •Dado el alfabeto Dígitos = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 } •long(λ) = 0 •| 00110 | = 5 •long(1011) = 4 •| 02643 | = 5 •Dado el alfabeto binario={00, 10, 01, 11} •|000110|=3 •|1111111111|=5 PROPIEDADES DE LA LONGITUD
  • 73. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI También se puede utilizar long |w| denota la longitud de la cadena o el número de símbolos de la cadena Si W es una cadena, ENTONCES, LA LONGITUD DE UNA CADENA O PALABRA SE REPRESENTA
  • 74. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Se llama longitud de una palabra x, • y se representa por |x|, al número de símbolos que la componen. Ejemplos: •sobre ={a,b,c,d}: •||=0, •|a|=1, •|abc|=3 DEFINICIÓN (LONGITUD DE UNA PALABRA O CADENA):
  • 76. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Si ={sa, fe, gi, ro, un, wi, va, xe, bo, lu, c, h, j, q, t } Calcula la longitud de las siguientes cadenas: |sawixelu|= |rounqfegi|= |cluxeboqva|= |jchqro|= |robolugirosaunwi|= |chgirountxeh|= |fewiqfe|= CALCULA LA LONGITUD DE LAS SIGUIENTES CADENAS:
  • 77. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Si ={sa, fe, gi, ro, un, wi, va, xe, bo, lu, c, h, j, q, t } Calcula la longitud de las siguientes cadenas: |sawixelu|=4 |rounqfegi|=5 |cluxeboqva|=6 |jchqro|=5 |robolugirosaunwi|=8 |chgirountxeh|=8 |fewiqfe|=4 SOLUCIÓN CALCULA LA LONGITUD DE LAS SIGUIENTES CADENAS:
  • 78. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Inversa OPERACIONES CON PALABRAS O CADENAS
  • 79. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Función con dominio en Σ* y rango en Σ*. Tal que dada la palabra u la inversa de u da como resultado la imagen especular de u. DEFINICIÓN INVERSA
  • 80. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Notación: •w = u-1 Propiedades: •λ-1 = λ •Involutiva: (u-1 ) -1 = u Si se cumple que: •u-1 = u entonces se dice que u es palíndromo Ejemplos: •Dado el alfabeto Letras = { a, b, c, ...., z} entonces: arroz-1 = zorra •y haciendo caso omiso del espacio en blanco y la tilde, las siguientes palabras son palíndromos: “neuquén” ; “adán nada”; “dábale arroz a la zorra el abad” ; “satán sala las natas” PROPIEDADES DE LA INVERSA
  • 81. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Sea x=A1A2...An con Ai una palabra sobre el alfabeto . • Se llama palabra refleja o inversa de x, y se representa por x-1, a la palabra AnAn-1...A1. • Si x=λ entonces x-1=λ Ejemplos: • x =abc ⇒ x-1=cba Propiedades de la palabra inversa: • |x-1|=|x| OTRA DEFINICIÓN (PALABRA INVERSA)
  • 83. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Sea  = {0, 1, 2}, x = 010, y = 10, z = 121 Calcula la inversa: X-1= Y-1= (xy) -1=( ) -1 = (yz) -1=( ) -1 = (x) -1(z) -1= EJERCICIOS DE INVERTIR UNA CADENA
  • 84. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Sea  = {0, 1, 2}, x = 010, y = 10, z = 121 Calcula la inversa: X-1=010 Y-1=01 (xy) -1=( 01010 ) -1 =01010 (yz) -1=( 10121 ) -1 =12101 (x) -1(z) -1=010121 SOLUCIÓN EJERCICIOS DE INVERTIR UNA CADENA
  • 85. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Sea  = {ma, re, sa, i, k}, x = reima, y = ksare, z = iki Calcula la inversa: x-1= y-1= (xy) -1=( ) -1 = (yz) -1=( ) -1 = (x) -1(z) -1= EJERCICIOS DE INVERTIR UNA CADENA
  • 86. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Sea  = {ma, re, sa, i, k}, x = reima, y = ksare, z = iki Calcula la inversa: X-1=maire Y-1=resak (xy) -1=( reimaksare ) -1 =resakmaire (yz) -1=( ksareiki ) -1 =ikiresak (x) -1(z) -1=maireiki SOLUCIÓN EJERCICIOS DE INVERTIR UNA CADENA
  • 88. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI INVERSA O REFLEXIÓN CLAUSURA, CIERRE O ESTRELLA POSITIVA CLAUSURA, CIERRE O ESTRELLA DE KLEENE POTENCIACIÓN PRODUCTO O CONCATENACIÓN COMPLEMENTO INTERSECCIÓN DIFERENCIA UNION OPERACIONES CON LENGUAJES (U OTROS CONJUNTOS)
  • 89. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI UNION OPERACIONES CON LENGUAJES (U OTROS CONJUNTOS)
  • 90. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Función con dominio en 2* x 2 * y rango en 2 * Tal que dados los lenguajes L1 y L2, la unión entre L1 y L2 da como resultado otro lenguaje L3 formado por todas las palabras de L1 y todas las palabras de L2 sin repeticiones. DEFINICIÓN DE UNION
  • 91. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Notación: •L3 = L1  L2 Propiedades: dados los lenguajes L1, L2 y L3 se cumplen las leyes: •Asociativa: •(L1  L2)  L3 = L1  (L2  L3) •Conmutativa: •L1  L2 = L2  L1 •Elemento Neutro Ф: •Ф  L1 = L1  Ф = L1 Ejemplos: •Dados L1 = { λ, ba }; L2 = { a, b, ab } y L3 = { aa, ab } entonces: •L1  L2 = { λ, a, b, ab, ba } •L2  L3 = { a, b, aa, ab } PROPIEDADES DE LA UNIÓN
  • 92. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI  Sea el alfabeto  y dos lenguajes L1W() y L2W().  La unión de L1 y L2, L1L2, es un lenguaje que se define de la siguiente forma:  L1  L2={x|xL1 o xL2}.  Propiedades de la unión:  Operación cerrada: L1  W(), L2  W() ⇒ L1  L2  W() (la unión de dos lenguajes sobre el mismo alfabeto es también un lenguaje sobre este alfabeto)  Asociativa: (L1  L2)  L3=L1 (L2  L3)  Elemento neutro: Ф  L1, N  L1 = L1 ¿Que es N?  Conmutativa: L1  L2 = L2  L1  Idempotencia: L  L = L LA UNIÓN DE LENGUAJES
  • 94. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI  Dados  L1 = { λ, aba, ebe, obu };  L2 = { da, de, di }  L3 = { a, e, i, o, u }  L4={a, ebe, o, di}  entonces:  L1  L2 ={ }  L1  L3 ={ }  L2  L2 = { }  L1  L4 ={ }  L3  L4= { }  L1 L3  L4={ } EJERCICIOS DE UNIÓN DE LENGUAJES
  • 95. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI  Dados  L1 = {λ, aba, ebe, obu };  L2 = { da, de, di }  L3 = { a, e, i, o, u }  L4={a, ebe, o, di}  entonces:  L1  L2 ={λ, aba, ebe, obu, da, de, di }  L1  L3 ={ }  L2  L2 = {da, de, di }  L1  L4 ={ }  L3  L4= {a, e, i, o, u, ebe, di }  L1 L3  L4={ } SOLUCIÓN EJERCICIOS UNIÓN
  • 96. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI DIFERENCIA OPERACIONES CON LENGUAJES (U OTROS CONJUNTOS)
  • 97. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Función con dominio en 2 *x 2 * y rango en 2 * Tal que dados los lenguajes L1 y L2, la diferencia entre L1 y L2 da como resultado otro lenguaje L3 formado por todas las palabras de L1 excepto aquellas que pertenezcan también a L2. DEFINICIÓN DE DIFERENCIA
  • 98. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Notación: •L3 = L1 - L2 Propiedades: •dados los lenguajes L1, L2 y L3 se cumplen las leyes: No Asociativa: •(L1 - L2) - L3 ≠ L1 - (L2 - L3) No Conmutativa: •en general L1 - L2 ≠ L2 - L1 Elemento Neutro Ф: •L1 - Ф = L1 Ejemplos: •Dados L1 = { λ, a, ab }; L2 = { a, b, ba } y L3 = { a, b, ab } entonces: •L1 - L2 = { λ, ab }={ab} •L2 - L3 = { ba } •L1 - L3 = { λ }=Ф PROPIEDADES DE LA DIFERENCIA
  • 99. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Sean dos lenguajes L1 y L2. • La diferencia de L1 y L2, L1- L2 (o L1L2) es el lenguaje que se define por: •L1- L2={x|xL1 y x L2}. Propiedades de la diferencia •Cerrada: L1W() , L2  W() ⇒ L1-L2  W() •No es asociativa: ( L1, L2: (L1-L2)-L3=L1-(L2-L3)) •No es conmutativa: ( L1, L2: L1-L2=L2-L1) •No es idempotente: L: L-L= •A-=A OTRAS OPERACIONES CLÁSICAS DE CONJUNTOS: DIFERENCIA
  • 101. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI  Dados  L1 = {00, 01, 10, 11}  L2 = { 0,00,000, 1, 11, 111}  L3 = { 01, 001, 0001,00001}  L4={00, 11, 000, 111}  entonces:  L1-L2={ }  L1-L3={ }  L3-L2={ }  L3-L1={ }  L2-L4-L1={ } - { }={ }  L4-L3={ } DIFERENCIA
  • 102. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI  Dados  L1 = {00, 01, 10, 11}  L2 = { 0,00,000, 1, 11, 111}  L3 = { 01, 001, 0001,00001}  L4={00, 11, 000, 111}  entonces:  L1-L2={01, 10}  L1-L3={00, 10, 11 }  L3-L2={01, 001, 0001,00001}  L3-L1={001, 0001,00001}  L2-L4-L1={ 0, 1 } - {00, 01, 10, 11}={0, 1 }  L4-L3={00, 11, 000, 111 } SOLUCIÓN EJERCICIOS DE DIFERENCIA DE LENGUAJES
  • 103. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI INTERSECCIÓN OPERACIONES CON LENGUAJES (U OTROS CONJUNTOS)
  • 104. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Función con dominio en • 2* x 2* y rango en 2* Tal que dados los lenguajes L1 y L2, la intersección entre L1 y L2 da como resultado •otro lenguaje L3 formado por todas las palabras que pertenecen a L1 y que también pertenecen a L2. DEFINICIÓN DE INTERSECCIÓN
  • 105. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Notación: •L3 = L1  L2 Propiedades: •dados los lenguajes L1, L2 y L3 se cumplen las leyes: Asociativa: •(L1  L2)  L3 = L1  (L2  L3) Conmutativa: •L1  L2 = L2  L1 Elemento Neutro Σ*: •Σ*  L1 = L1  Σ* = L1 Ejemplos: •Dados L1 = { λ, a, ab }; L2 = { a, b, bb } y L3 = { b, bb, aa } entonces: •L1  L2 = { a } •L2  L3 = { b, bb } •L1  L3 = Ф PROPIEDADES DE LA INTERSECCIÓN
  • 106. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI •La intersección de L1 y L2, L1 L2, es el lenguaje que se define por: •L1  L2={x|xL1 y xL2}. Sean dos lenguajes L1 y L2. Propiedades de la intersección •L1W() , L2  W(S) ⇒ L1L2  W() Cerrada: •(L1  L2)  L3=L1 (L2  L3) Asociativa: •L1  L2= L2  L1 Conmutativa: •L  L=L •L  = Idempotencia: OTRAS OPERACIONES CLÁSICAS DE CONJUNTOS: INTERSECCIÓN
  • 108. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI  DADOS LOS SIGUIENTES LENGUAJES:  L1={111, 321, 123, 453, 891, 762}  L2={111, 222, 333, 321, 123}  L3={768, 45, 232, 453}  CALCULA:  L1  L2={ }  (L1  L2)  L3={ }  L2  L3={ }  L1  L3={ } INTERSECCIÓN
  • 109. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI  DADOS LOS SIGUIENTES LENGUAJES:  L1={111, 321, 123, 453, 891, 762}  L2={111, 222, 333, 321, 123}  L3={768, 45, 232, 453}  CALCULA:  L1  L2={ 111, 321, 123 }  (L1  L2)  L3={}=  L2  L3={} =  L1  L3={453} SOLUCIÓN EJERCICIOS DE INTERSECCIÓN DE LENGUAJES
  • 110. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI COMPLEMENTO OPERACIONES CON LENGUAJES (U OTROS CONJUNTOS)
  • 111. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Función con dominio en 2* y rango en 2* Tal que dado el lenguaje L1, el complemento de L1 da como resultado otro lenguaje L3 formado por todas las palabras que pertenecen a Σ* y que no pertenecen a L1. DEFINICIÓN DE COMPLEMENTO
  • 112. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Notación: • L3 = ~L1 = L1 Propiedades: • ~L1 = Σ* - L1 • ~Σ* = Ф y ~Σ+ = Lλ Involutiva: • ~(~L1) = L1 Ejemplos: • Dado L1 = { λ, a, b } entonces: • ~L1 = {todas las secuencias de a y/o b excepto la palabra vacía y las palabras unisimbólicas a y b } PROPIEDADES DEL COMPLEMENTO
  • 113. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Sea L un lenguaje sobre el alfabeto . El complemento de L, denotado con 𝐿 (o con c(L)) es el siguiente lenguaje: • 𝐿 ={x|xW() y xL} Propiedades del complemento • Cerrada: LW() ⇒ 𝐿  W() • W() = • 𝐿 =L OTRAS OPERACIONES CLÁSICAS DE CONJUNTOS: COMPLEMENTO
  • 115. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI  DADO EL ALFABETO Y LOS SIGUIENTES LENGUAJES:  *={, 0O,000,0000, 11, 111, 1111, 01, 10, 0001, 1000, 1001, 0110}  Calcula los complementos:  L1={00, 01, 10,11}, el complemento de (L1)={ }  L2={000, 01, 1001, 1111}, el complemento de (L2)={ }  L3={00, 000, 0000}, el complemento de (L3)={ } COMPLEMENTO
  • 116. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI  DADO EL ALFABETO Y LOS SIGUIENTES LENGUAJES:  *={, 0O,000,0000, 11, 111, 1111, 01, 10, 0001, 1000, 1001, 0110}  Calcula los complementos:  L1={00, 01, 10,11}, el complemento de (L1)={,111, 1111, 0001, 1000, 1001, 0110 }  L2={000, 01, 1001, 1111}, el complemento de (L2)={, 0O, 0000, 11, 111, 10, 0001, 1000, 0110 }  L3={00, 000, 0000}, el complemento de (L3)={, 11, 111, 1111, 01, 10, 0001, 1000, 1001, 0110 } SOLUCIÓN EJERCICIOS DE COMPLEMENTO
  • 117. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI PRODUCTO O CONCATENACIÓN OPERACIONES CON LENGUAJES (U OTROS CONJUNTOS)
  • 118. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Función con dominio en 2 * x 2 * y rango en 2 * •Tal que dados los lenguajes L1 y L2, el producto o concatenación entre L1 y L2 da como resultado otro lenguaje L3 formado por todas las palabras que resultan de concatenar una palabra de L1 con una palabra de L2 y solo en ese orden. DEFINICIÓN DE PRODUCTO O CONCATENACIÓN
  • 119. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Notación: •L3 = L1 .L2 Propiedades: •dados los lenguajes L1, L2 y L3 se cumplen las leyes: Asociativa: •(L1 . L2) . L3 = L1 . (L2 . L3) No Conmutativa: •en general L1 . L2 ≠ L2 . L1 Elemento Neutro Lλ: •Lλ . L1 = L1 . Lλ = L1 Ejemplos: •Dados L1 = { λ, a }; L2 = { b, bb } y L3 = { aa } entonces: •L1 . L2 = { b, bb, ab, abb } •L2 . L3 = { baa, bbaa } •L2 . Ф = Ф PROPIEDADES DEL PRODUCTO O CONCATENACIÓN
  • 120. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Sean dos lenguajes L1, L2. La concatenación de L1 y L2, representado por L1L2 (a veces por L1.L2), es un lenguaje que se define de la siguiente forma: L1L2={xy|xL1 , yL2}. Ejemplos: ={a,b,c} •L1 ={ab, ac, cb}; L2={b, bba} ⇒L1L2={abb,abbba,acb,acbba,cbb,cbbba} •L1 ={a, aa, aaa, ...}; L2={, b, bb, bbb, ...} ⇒ L1L2=¿? ¿Qué pasa si L1 o L2 es ? CONCATENACIÓN:
  • 121. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Cerrada: • L1W(), L2W() ⇒ L1L2W() Asociativa: • (L1L2)L3 = L1(L2L3) No es conmutativa: •  (L1, L2: L1L2=L2L1) Elemento neutro({}): •  L1: L1{}={}L1=L1 No es idempotente: •  ( L: LL=L) PROPIEDADES DE LA CONCATENACIÓN
  • 123. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI  Dados los siguientes lenguajes:  L1={a1, b2, c3}  L2={a, aa, aaa}  L3={1, 2, 3}  L4={a, ab, abc}  Calcula las siguientes concatenaciones  L1.L2={ }  L2.L3={ }  L3.L4={ }  L1.L2.L4={ }  L3.L3= { }  L2.L2={ } CONCATENACIÓN
  • 124. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI  Dados los siguientes lenguajes:  L1={a1, b2, c3}  L2={a, aa, aaa}  L3={1, 2, 3}  L4={a, ab, abc}  Calcula las siguientes concatenaciones  L1.L2={ a1a, a1aa, a1aaa, b2a, b2aa, b2aaa, c3a, c3aa, c3aaa }  L2.L3={a1, a2, a3, aa1, aa2, aa3, aaa1, aaa2, aaa3 }  L3.L4={ 1a, 1ab, 1abc, 2a, 2ab, 2abc, 3a, 3ab, 3abc }  L1.L2.L4={ }  L3.L3= {11,12,13,21,22,23,31,32,33 }  L2.L2={ aa,aaa,aaaa,aaa,aaaaa } SOLUCIÓN EJERCICIOS DE CONCATENACIÓN DE LENGUAJES
  • 125. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI POTENCIACIÓN OPERACIONES CON LENGUAJES (U OTROS CONJUNTOS)
  • 126. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Función con dominio en 2* x N y rango en 2* Tal que dado el lenguaje L1 y el número natural i mayor o igual que 2, la potencia con base L1 y exponente i da como resultado otro lenguaje L3 formado por el producto de L1 consigo mismo (i - 1) veces DEFINICIÓN DE POTENCIACIÓN
  • 127. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Notación: • L3 = L1i Propiedades: • Desde un punto de vista práctico la potencia es una forma reducida de representar el producto de un lenguaje consigo mismo. Por definición • L10 = λ y L11 = L1 Ejemplos: • Dados L1 = { a, b } L2 = { bab, bb, ab } • L13 = { a, b } .{ a, b } .{ a, b } ={ aaa, aab, aba, abb, baa, bab, bba, bbb } • L22 = { babbab, babbb, babab, bbbab, bbbb, bbab, abbab, abbb, abab} PROPIEDADES DE LA POTENCIA
  • 128. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI La potencia i-ésima de un lenguaje L consiste en el lenguaje resultante de concatenar el lenguaje consigo mismo i veces. •Li = LLL...L (i veces) Propiedades de la potencia •Cerrada: L  W() ⇒ Li W() •Li+1 = LiL = LLi (i>0) •LiLj = Li+j (i,j>0) ¿Que pasa si i, j = 0? •Se define L0 = {} •L0+1 = L1 = L = {}L=L0L •L0L0= {}{} ={}=L0 = L0+0 POTENCIA DE UN LENGUAJE
  • 129. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI L1 = {,ab, ac} •⇒L12={,ab,ac,abab,abac,acab,acac} •⇒L13={,ab,ac,abab,abac,acab,acac,ababab,ababac, abacab,abacac,acabab,acabac,acacab,acacac} L2 = {a, aa, aaa, ...} •⇒ L22=¿? •⇒ L23=¿? EJEMPLOS DE POTENCIA DE UN LENGUAJE
  • 131. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI  Dados los siguientes lenguajes:  L1={a1, b2, c3}  L2={a, aa, aaa}  L3={1, 2, 3}  L4={a, ab, abc}  Calcula las siguientes concatenaciones  L12 ={a1, b2, c3} . {a1, b2, c3 }=  L22 ={ a,aa,aaa}. { a,aa,aaa}={ }  L33 ={1, 2, 3}. {1, 2, 3}. {1, 2, 3}={}  L43 ={a, ab, abc}. {a, ab, abc}. {a, ab, abc}={ } POTENCIA
  • 132. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI  Dados los siguientes lenguajes:  L1={a1, b2, c3}  L2={a, aa, aaa}  L3={1, 2, 3}  L4={a, ab, abc}  Calcula las siguientes concatenaciones  L12 ={a1, b2, c3} . {a1, b2, c3}={ a1a1,a1b2,a1c3, b2a1, b2b2,b2c3, c3a1,c3b2, c3c3 }  L22 ={ a,aa,aaa}. { a,aa,aaa}={aa,aaa,aaaa,aaa,aaaa,aaaaa,aaaa,aaaaa,aaaaaa}  L33 ={1, 2, 3}. {1, 2, 3}. {1, 2, 3}={} ={1, 2, 3}. {1, 2, 3} . {1, 2, 3}={11, 12, 13, 21, 22, 23, 31, 32, 33} . {1, 2, 3} ={ }  L43 ={a, ab, abc}. {a, ab, abc}. {a, ab, abc}={aaa, aaab, aaabc,…} SOLUCIÓN EJERCICIOS DE POTENCIA
  • 133. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI CLAUSURA, CIERRE O ESTRELLA DE KLEENE OPERACIONES CON LENGUAJES (U OTROS CONJUNTOS)
  • 134. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Función con dominio en 2* y rango en 2* Tal que dado el lenguaje L1, la operación “L1 estrella” (L1*) da como resultado otro lenguaje L3 formado por todas las potencias de base L1 y exponente i, desde i igual a cero hasta infinito. DEFINICIÓN DE CLAUSURA, CIERRE O ESTRELLA DE KLEENE
  • 135. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Notación: •L3 = L1 *= L10  L11  L12 …… = 𝒊=𝟎 ∞ 𝑳𝟏𝒊 Propiedades: •(L1*) *= L1* Por definición Ф* = Lλ y Lλ* = Lλ Ejemplos: •Dado L1 = { aa, ab, ba, bb } •L1*= { todas las secuencias de a y/o b de long. par incluida la vacía} CLAUSURA, CIERRE O ESTRELLA DE KLEENE
  • 136. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI •L*= 𝒊=𝟎 ∞ 𝑳𝟏𝒊 La clausura de un lenguaje L se define por: •L: L*, ya que {}=L0. Nota: •Cerrada: LW()⇒ L+  W() , L*  W() •L*=L0  ( 𝒊=𝟎 ∞ 𝑳𝟏𝒊)= L0  L++={}  L+ •L+ =LL*= L*L •Demostración¿? Propiedades de la clausura: CLAUSURA, ITERACIÓN, CIERRE O ESTRELLA DE KLEENE
  • 137. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI CLAUSURA, CIERRE O ESTRELLA POSITIVA OPERACIONES CON LENGUAJES (U OTROS CONJUNTOS)
  • 138. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Función con dominio en 2 * y rango en 2* Tal que dado el lenguaje L1, la operación “L1 estrella positiva” da como resultado otro lenguaje L3 formado por todas las potencias de base L1 y exponente i, desde i igual a uno hasta infinito. DEFINICIÓN DE CLAUSURA, CIERRE O ESTRELLA POSITIVA
  • 139. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Notación: •L3 = L1+= L11  L12  L13 …… = 𝒊=𝟏 ∞ 𝑳𝟏𝒊) Propiedades: •(L1 +) + = L1+ Por definición •Ф+= Ф y Lλ+ = Lλ Ejemplos: •Dado L1 = { aa, ab, ba, bb } L2 = { λ, aa, ab, ba, bb } •L1+ = { todas las secuencias de a y/o b de long. par } •L2+ = L2* DEFINICIÓN DE CLAUSURA, CIERRE O ESTRELLA POSITIVA
  • 140. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI La clausura positiva de un lenguaje L se define por: • L+= 𝒊=𝟏 ∞ 𝑳𝟏𝒊 Ejemplos: • L ={a,aa,aaa,aaaa,...} = {an | n1} • ⇒ L2={ aa,aaa,aaaa,...} = {anam | n,m  1} = {an | n  2} • ⇒ L3={ aaa,aaaa,...} = {anam | n  1, m  2} = {an | n  3} • ⇒ L+= 𝒊=𝟏 ∞ 𝑳𝒊 ={a,aa,aaa,aaaa,...} = L • ={a,b},  es un lenguaje sobre , ya que W() • += 𝒊=𝟏 ∞ 𝒊 ={a,b,aa,ab,ba,bb,aaa,...} = W() - {} Nota: • Si L, entonces L+. CLAUSURA POSITIVA
  • 141. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI INVERSA O REFLEXIÓN OPERACIONES CON LENGUAJES (U OTROS CONJUNTOS)
  • 142. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Función con dominio en 2 * y rango en 2 * Tal que dado el lenguaje L1, la inversa de L1 da como resultado otro lenguaje L3 formado por todas las inversas correspondientes a las palabras de L1. DEFINICIÓN DE INVERSA O REFLEXIÓN
  • 143. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Notación: •L3 = L-1 Propiedades Distributiva: •(L1 . L2) -1 = L2-1 . L1 -1 •(L1*)-1 = (L1-1 )* Involutiva: (L1-1 ) -1 = L1 Ejemplos: •Dados L1 = { ab, bb } L2 = { aa, ba } •L1.L2 = { abaa, abba, bbaa, bbba} •( L1 . L2 ) -1 = { aaba, abba, aabb, abbb } •L2-1 = { aa, ab } •L1-1 = { ba, bb } •L2 -1. L1-1 = { aaba, abba, aabb, abbb } = ( L1 . L2 ) -1 ¿es igual? PROPIEDADES DE LA INVERSA O REFLEXIÓN
  • 144. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Sea L un lenguaje. Se llama lenguaje inverso (lenguaje reflejo) de L, y se representa por L-1 al lenguaje: L-1={x-1|xL}. Ejemplos: •L ={ana, julio, jesus, norma} ⇒ L-1={ana, oiluj, susej, amron} •L ={a,aa,aaa,...} ⇒ ¿L-1? •Propiedades de la reflexión: •Cerrada: LW() ⇒ L-1  W() REFLEXIÓN
  • 146. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI  DADO LOS SIGUIENTES LENGUAJES:  L1={1234, 5678, 9101, 3456, 8765}  L2={then, else, if, for, while, do}  L3={Antonio, Guadalupe, Martha, Emiliano}  Calcula:  L1-1 ={}  L2-1 ={}  L3-1 ={} REFLEXIÓN O INVERSA
  • 147. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI  DADO LOS SIGUIENTES LENGUAJES:  L1={1234, 5678, 9101, 3456, 8765}  L2={then, else, if, for, while, do}  L3={Antonio, Guadalupe, Martha, Emiliano}  Calcula:  L1-1 ={4321, 8765, 1019, 6543, 5678}  L2-1 ={neht, esle, fi, rof, elihw, od}  L3-1 ={oinotnA, epuladauG, ahtraM, onailimE} SOLUCIÓN EJERCICIOS DE REFLEXIÓN O INVERSA
  • 149. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI REPRESENTACIÓN GRAFICA OPERACIONES CON CONJUNTOS O LENGUAJES
  • 150. OPERACIONES CON LENGUAJES OTRAS LEYES DE LAS OPERACIONES SOBRE CONJUNTOS
  • 151. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI LEYES DE OPERACIONES DE CONJUNTOS
  • 153. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Dado el alfabeto Letras = { a, b, c, .…, z } Haciendo caso omiso de las tildes y los espacios en blanco, los siguientes son casos curiosos de palíndromos: •ananá, oso, ojo, asa, ala, sus, allá, anilina, reconocer, somos, aérea, rasar, atar a la rata, alábala a la bala, anita lava la tina, arroz a la zorra, dábale arroz a la zorra el abad diversas palabras del español resultan de concatenar dos o más palabras del mismo lenguaje: •limpia.para.brisas = limpiaparabrisas •bala . cera = balacera •casa . miento = casamiento •agua . tero = aguatero •rápida . mente = rápidamente •villa . nada = villanada las siguientes palabras y sus inversas tienen distintos significados: •odio, oído, osar, raso, orar, raro, lava, aval, raza, azar, acera, areca EJEMPLO 1
  • 154. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Dado el alfabeto Sílabas = { ma, mon, mo, ca, co, li, ra, re, ro, ta, to, ja, bron } haciendo caso omiso de las tildes tenemos los siguientes palíndromos: •maroma, cólico, retaré, remaré, coco, caca, caraca las siguientes palabras y sus inversas tienen significados distintos: •jamón, monja, bronca, cabrón, mora, ramo, coca, caco, •raco, cora, maca, cama, coma, maco, como, moco, •rata, tara, roca, caro, tomón, monto, rato, tora EJEMPLO 2
  • 155. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Dado el alfabeto Σ = { a, b, c, …, z, 0, 1, … 9 , _ } se puede definir los siguientes lenguajes unisimbólicos : • Letras = { a, b, c, …. , z } • Dígitos = { 0, 1, 2, 3, …. , 9} • Guión = { _ } Combinando convenientemente estos lenguajes se puede representar el conjunto de todos los identificadores de un lenguaje de programación: • Identificador = (Letras  Guión) . (Letras  Dígitos  Guión)* EJEMPLO 3
  • 157. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Con el objetivo de estudiar una frase o sentencia, se puede considerar 4 niveles de lenguajes. Esto facilita la tarea de análisis, ya que la divide en fases o etapas que permiten un procesamiento escalonado del lenguaje; desde un menor nivel de complejidad a un mayor nivel de complejidad. NIVELES DE UN LENGUAJE
  • 158. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI ESTOS NIVELES SON:
  • 159. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Se refiere al reconocimiento del léxico de un lenguaje o sea la identificación de los símbolos del alfabeto del lenguaje, llamados componentes léxicos. Es lo que normalmente llamamos diccionario. También incluye la clasificación en tipos de componentes léxicos. Cabe destacar que este nivel no depende del contexto. NIVEL LEXICOGRÁFICO:
  • 160. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Por ejemplo: Diccionario del Lenguaje de programación C++: Tipos de componentes léxicos de C++: palabras claves, delimitadores, operadores, identificadores, números, etc. NIVEL LEXICOGRÁFICO:
  • 161. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Se trata de la forma en la que los componentes léxicos se organizan dentro de una frase o sentencia, es decir la estructura de dicha secuencia de símbolos. Este nivel es independiente o libre del contexto. NIVEL SINTÁCTICO
  • 162. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Por ejemplo: Lenguaje de programación C++: Estructura de una sentencia selectiva •if ( exp.lógica ) sentencia else sentencia; Estructura de una sentencia de asignación: •identificador = expresión ; •if (N>=0) S1 = S1 + N; else S2 = S2 + N; NIVEL SINTÁCTICO
  • 163. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Se refiere al significado o connotación de una palabra de un lenguaje. Tiene en cuenta la coherencia de una frase o sentencia. Este nivel es dependiente del contexto. NIVEL SEMÁNTICO
  • 164. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Por ejemplo: Lenguaje de programación C++: Comprobación de Tipos: verificación de la correspondencia entre las declaraciones de identificadores y el uso de dichos identificadores. Observación: En este caso la sentencia es incorrecta semánticamente, ya que se utiliza una variable I de tipo float como índice del arreglo V. NIVEL SEMÁNTICO
  • 165. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Tiene que ver con los hechos o acciones que evocan las frases o sentencias de un lenguaje y su utilización por parte de un procesador humano o computacional. Este nivel es dependiente del contexto. NIVEL PRAGMÁTICO
  • 166. MTI. ROSA IMELDA GARCÍA CHI Por ejemplo: Lenguaje de programación C++: Una sentencia de entrada implica la espera del dato que ingresa por el periférico correspondiente, la toma desde el buffer de dicho periférico, la verificación del formato y de la coherencia del mismo; y almacenamiento en la posición de memoria RAM correspondiente al identificador de la variable. Observación: Para que no se produzca un error pragmático, en tiempo de ejecución, el operador debe introducir un dato de tipo numérico. NIVEL PRAGMÁTICO
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