Тема 4.2. Концепция порождения и распознавания.

Классификация языков по Хомскому; порождающие грамматики.

Классификация грамматик по Хомскому основывается на ограничениях, накладываемых на продукции , т.е. ограничения на виды цепочек, обозначенных как и .

В приводимой в табл.3.1 классификации грамматик по Хомскому разные грамматики отнесены к одному типу на том основании, что они порождают один класс языков. Так, например, грамматики типа 3, называемые праволинейными, регулярными, автоматными – это разные грамматики, но порождаю один класс языков. Один класс в том смысле, что любой язык, порождаемый одной из перечисленных грамматик, может быть порожден и любой другой.

Таблица 3.1

Названия грамматики	Ограничения на правила (на продукции)
Тип 0 (или общего вида, или без ограничений)	Нет никаких ограничений на и .
Тип 1 (контекстно-зависимая (КЗ); неукорачивающая; непосредственных составляющих (НС) )	Ограничения только на длины цепочек и , а именно: . Поэтому в грамматике нет правил вида .
Тип 2 (контекстно-свободная (КС); безконтекстная)	Каждая продукция имеет вид: , Ɲ, Ɲ , т.е. цепочка состоит строго из одного нетерминала ( ). Причем, возможны продукции
Тип 3 (праволинейная или правостороняя; леволинейная или левосторонняя; регулярная; автоматная )	Каждая продукция имеет вид: или , где Ɲ , т.е. , Ɲ, или Ɲ (конкатенация цепочек из с нетерминалом из Ɲ)

В правосторонней (праволинейной) грамматике цепочки удлиняются только вправо, а продукции имеют вид , где - цепочка терминалов. В левосторонней (леволинейной) грамматике цепочки удлиняются только влево, а продукции имеют вид , где - цепочка терминалов. Автоматная грамматика представляет собой частный случай правосторонней или левосторонней грамматики, в которой цепочка терминалов упростилась до одного символа. Таким образом, в автоматной грамматике продукции имеют вид или , где - это цепочка из одного символа. Причем, если , то не встречается в правых частях правил. Для любой праволинейной грамматики можно построить эквивалентную ей автоматную . Эквивалентную в том смысле, что языки, порождаемые грамматиками и , будут совпадать.

Продукция, т.е. правило, вида обычно называется - продукцией или - правилом.

Подчеркнем, что КС грамматика, содержащая - правила, не является грамматикой НС.

Из сравнения грамматик видно, что

• грамматика типа 3 является частным случаем грамматики типа 2;

• грамматика типа 2 является частным случаем грамматики типа 1, если не содержит - продукций;

• грамматика типа 1 – частный случай грамматики типа 0.

Будем считать, что если язык порождается грамматикой типа , то называется языком типа .

Следует отметить, что если язык задан какой-то грамматикой, то это еще не значит, что его нельзя породить менее мощной грамматикой. Например, КС-грамматика с продукциями ­по­рож­­дает язык {0,1}*. Этот же язык можно породить менее мощной грамматикой: праволинейной с продукциями или леволинейной с продукциями .