最新2.1《觀察我們的身體》課件PPT.ppt

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1、2.1《觀察我們的身體》觀察我們的身體給自己“畫像”規(guī)則：（1）每組選擇一名同學(xué)，躺在大白紙上。（2）再選擇一名同學(xué)用彩筆沿著這名同學(xué)的身體外部把輪廓畫出來，其他人輔助操作。特別提示：畫輪廓時(shí)，要避免在同學(xué)的身體和衣服上留下墨跡。人體的結(jié)構(gòu)：頭、頸、軀干、四肢。觀察圖片，想一想：剛剛觀察到的可能是什么？小結(jié)人的身體外部結(jié)構(gòu)包括頭、頸、軀干、四肢四部分。人體還具有左右對(duì)稱性。身體的內(nèi)部還包括很多結(jié)構(gòu)。第四章程序語言的性質(zhì)9語言的形式化模型BNF為描述程序設(shè)計(jì)語言的屬性提供了一種很好的手段，但并不是充分的手段。BNF

2、回答了程序看起來象什么，但沒有回答程序是做什么的。形式化模型采用精確的數(shù)學(xué)模型來刻畫研究對(duì)象，為研究、分析和操縱研究對(duì)象提供嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)工具和手段。本章將介紹下列形式化模型：形式文法：?jiǎn)棠匪够姆ǚ旨?jí)語言的語義：屬性文法、指稱語義程序的驗(yàn)證104.1語言的形式化性質(zhì)喬姆斯基分級(jí)文法語言的能力11喬姆斯基分級(jí)文法文法由非終結(jié)符、終結(jié)符、開始（非終結(jié)）符、及產(chǎn)生式構(gòu)成文法的類別3型文法：正則文法，定義詞法的模型2型文法：BNF文法，上下文無關(guān)文法1型文法：上下文有關(guān)文法0型文法：123型文法：正則文法為詞法分析器提供模

3、型。這類文法的大多數(shù)性質(zhì)都是可判定的如，能產(chǎn)生什么樣的串、給定串是否屬于文法規(guī)定的語言、語言中的串是否有限等正則文法可以產(chǎn)生形如an的串，其中a為有限字符序列正則文法只能計(jì)數(shù)有限數(shù)常用于關(guān)鍵字或單詞掃描132型文法—上下文無關(guān)文法產(chǎn)生式的形式為：X??,其中?可以是終結(jié)符和非終結(jié)符的任意序列同樣，這類文法的大多數(shù)性質(zhì)都是可判定的如，能產(chǎn)生什么樣的串、給定串是否屬于文法規(guī)定的語言、語言是否為空等可用來計(jì)數(shù)和比較兩個(gè)項(xiàng)，產(chǎn)生形如ancbn的串可以用堆棧來實(shí)現(xiàn)可用來自動(dòng)產(chǎn)生程序的語法分析樹2型和3型文法的相關(guān)問題都已基

4、本上得到解決141型文法—上下文有關(guān)文法產(chǎn)生式的形式為：???,其中?任意非終結(jié)符串，?是終結(jié)符和非終結(jié)符的任意序列，但?中的符號(hào)個(gè)數(shù)應(yīng)不多于?的符號(hào)個(gè)數(shù)從開始符開始導(dǎo)出的串的長(zhǎng)度是遞增的在生成串時(shí)，需要使用固定數(shù)量的存儲(chǔ)空間，例如識(shí)別上下文無關(guān)文法無法識(shí)別的串a(chǎn)ncnbn上下文有關(guān)文法太復(fù)雜，很難用于程序設(shè)計(jì)語言人們對(duì)上下文有關(guān)文法的很多特征還不太清楚150型文法—非限定型文法對(duì)產(chǎn)生式的形式???沒有任何限制可用來識(shí)別任意可計(jì)算的函數(shù)其大多數(shù)性質(zhì)都是不可判定的返回16不可判定性不同類型的文法越來越復(fù)雜，產(chǎn)生的語

5、言也越來越復(fù)雜，但是否說明計(jì)算機(jī)解決問題的能力可以越來越強(qiáng)，沒有限制？例如：能否編寫一個(gè)C語言程序來判斷另一個(gè)C語言程序能否結(jié)束？但這基本上是不可能的，這不是編程人員的問題，而是因?yàn)橛?jì)算機(jī)所基于的數(shù)學(xué)模型本身的局限性而導(dǎo)致的。17圖靈機(jī)一般來說，用一種語言編寫的程序也可以用其他另一種語言來實(shí)現(xiàn)。那么是否存在某個(gè)程序，只能用某種語言來實(shí)現(xiàn)，而用其他語言就無法實(shí)現(xiàn)？如果沒有，那么有哪些程序是其它程序設(shè)計(jì)語言無法表示的，為什么還需要那么多種不同的語言？如果我們將能夠表示所有計(jì)算的語言都稱為通用語言，那么是不是所有語言都

6、是通用語言？如果是，是否存在更簡(jiǎn)單的通用語言？18圖靈機(jī)的結(jié)構(gòu)圖靈機(jī)是一種用來定義可計(jì)算函數(shù)的抽象計(jì)算機(jī)圖靈機(jī)只有一個(gè)單一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即一個(gè)稱為“帶子”的可變長(zhǎng)線性數(shù)組帶子被分為很多格，每格上只包含一個(gè)字符圖靈機(jī)還有一個(gè)指針變量，稱為“讀出頭”，它總是指向帶子上的某個(gè)格。19圖靈機(jī)的操作圖靈機(jī)只提供幾個(gè)簡(jiǎn)單的操作：讀出頭所指定位置的字符可以被讀出或被修改。程序可以根據(jù)讀出的值進(jìn)行轉(zhuǎn)移。讀出頭可以左右移動(dòng)。如果讀出頭移動(dòng)到帶子的最末端，則自動(dòng)在帶子上加上一格，并賦予一個(gè)空字符作為初始值。20圖靈機(jī)的運(yùn)行圖靈機(jī)開始運(yùn)

7、行時(shí)，帶子上存放輸入數(shù)據(jù)，讀出頭指向輸入數(shù)據(jù)的最左端的字符；圖靈機(jī)根據(jù)預(yù)先編好的操作序列讀寫帶子上的數(shù)據(jù)、或移動(dòng)讀出頭；如果最終能夠停機(jī)，則帶子上的內(nèi)容就是最后的輸出結(jié)果。21圖靈機(jī)的能力任意可計(jì)算函數(shù)都可以用圖靈機(jī)計(jì)算出來（Church論題）圖靈機(jī)等價(jià)于0型文法確定型圖靈機(jī)等價(jià)于非確定型圖靈機(jī)。22停機(jī)問題是否存在某個(gè)通用的算法，它能夠斷定任意給定的圖靈機(jī)在任意的輸入下能否停機(jī)？停機(jī)問題是不可判斷的，即不存在這樣的通用算法。任意一個(gè)不可判斷的問題，都等價(jià)于停機(jī)問題。結(jié)論：任何一種程序設(shè)計(jì)語言都可能代替其它語言程

8、序設(shè)計(jì)語言不存在質(zhì)的區(qū)別，只有量的區(qū)別，如是否優(yōu)美、易用、高效等任何一種程序設(shè)計(jì)語言都有它存在的理由返回234.2語言的語義程序設(shè)計(jì)語言基本上都是以上下文無關(guān)文法(特別是LR(k)文法)的核心設(shè)計(jì)的。但語法分析已經(jīng)不再是人們感興趣的研究問題了?，F(xiàn)在的問題是如何確定程序的含義（即語義）。24語言的語義語言的手冊(cè)必須定義語言中每個(gè)結(jié)構(gòu)的含義，包括單獨(dú)結(jié)構(gòu)的含義以及和其他結(jié)構(gòu)組