信息科学部
四种文法:
无限制文法(Unrestricted Grammar):也称为类型0文法,没有任何规则限制,可以生成任何形式的字符串,包括无限长度的字符串。
上下文有关文法(Context-Sensitive Grammar):也称为类型1文法,其中规则的左侧和右侧可以包含有限个非终结符,并且在规则应用时,左侧的非终结符必须被替换为右侧的符号串。
上下文无关文法(Context-Free Grammar):也称为类型2文法,其中规则的左侧只包含一个非终结符,右侧可以是任何符号串。
正则文法(Regular Grammar):也称为类型3文法,其中规则的左侧只包含一个非终结符,右侧必须是一个终结符或者一个终结符后跟一个非终结符。
四种形式语言:
无限制语言(Unrestricted Language):也称为递归可枚举语言,可以通过图灵机来生成和识别。
上下文有关语言(Context-Sensitive Language):只能由上下文有关文法生成的语言,可以通过线性有界非确定性图灵机来识别。
上下文无关语言(Context-Free Language):只能由上下文无关文法生成的语言,可以通过非确定性下推自动机和确定性下推自动机来识别。
正则语言(Regular Language):只能由正则文法生成的语言,可以通过有限状态自动机来识别。
四种自动机:
有限状态自动机(Finite State Automaton,FSA):也称为有限状态转换器,它可以处理正则语言,并且只能识别有限状态的语言。
下推自动机(Pushdown Automaton,PDA):它可以处理上下文无关语言,具有一个有限状态控制器和一个栈,用于存储和弹出符号串。
线性有界非确定性图灵机(Linear Bounded Non-deterministic Turing Machine,LBNtM):它可以处理上下文有关语言,是一个图灵机的变种,但是限制了它的内部存储器空间和输入输出的空间相同。
图灵机(Turing Machine,TM):它可以处理无限制语言,是一个抽象的计算模型,包括一个无限长的纸带和一个读写头,可以读取纸带上的符号并进行状态转移。
计算机的体系架构类型主要包括以下几种:
1.冯·诺伊曼体系结构(Von Neumann Architecture):由美国数学家冯·诺伊曼于20世纪40年代提出,是目前计算机体系结构的主流。该架构将计算机分为五个部件:运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
2.哈佛体系结构(Harvard Architecture):该架构在存储器方面与冯·诺伊曼体系结构有所不同,分为指令存储器和数据存储器。指令和数据分别存储在不同的存储器中,因此在执行指令时可以同时从指令存储器和数据存储器中获取数据,提高了计算机的运行速度。
3.栈式体系结构(Stack Architecture):该架构将存储器分为栈区和堆区。栈区用于存储程序执行过程中的数据和指令,堆区用于存储程序执行中动态分配的内存。栈式体系结构在编程语言实现中广泛应用,如Java虚拟机。
4.并行体系结构(Parallel Architecture):该架构将计算机分为多个处理器,可以同时执行多个任务,提高了计算机的处理能力。并行体系结构应用于高性能计算、大数据处理等领域。
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