Що до формальних мов можна віднести? Приклади використання

Що таке формальний мову і чим він відрізняється від природного? Як він формувався? Що до формальних мов можна віднести? І що використовується для його позначення?

Характеристика формальних мов

Так називають групу штучних мов, які характеризуються точними правилами щодо побудови виразів, а також їх розуміння. До формальних мов можна віднести системи, використовувані для прикладних цілей. Вони будуються з дотриманням чітких правил, що забезпечують несуперечливе, компактне і точне відображення відносин і властивостей досліджуваної предметної області або модельованих об'єктів. Значення і сенс використовуваних знаків не може змінитися від якихось прагматичних особливостей (контексту використання). Це можливо завдяки присутності у формальних мовах правил перетворення синтаксичного та семантичної інтерпретації. Часто вони будуються при використанні в якості бази математики. Завдяки тому, що в ній, на всьому проміжку розвитку, використовувались різні символічні позначення, що застосовувалися до різних понять і об'єктів. Ось для чого потрібні формальні мови. Вони дозволяють значно скорочувати дані. Раніше поряд з формальним використовувалися і природні мови, але з поступовим ускладненням предмета та необхідністю здійснювати строгий логічний аналіз математичних суджень було прийнято рішення відмовитися від останніх. Цей процес розтягнувся з XVII по XX століття. Саме минуле століття вважається найбільш плідним з точки розвитку формальних мов. Були створені різні спеціальні відгалуження. Так, для інформатики особливе значення мають мови програмування і алгебри логіки, причому не тільки з теоретичної, але і з практичної точки зору.

Визначення

Що до формальних мов можна віднести, ми вже коротко пояснили. Але що можна сказати про них самих? Формальним мов дається багато різних визначень. Щоб перерахувати їх все, піде багато часу, тому ознайомимося з найпопулярнішими:

Простий перелік слів, що входять в даний мову, зазвичай так говорять щодо кінцевого типу побудови і про ті з них, що мають просту структуру.

Слова, породжені певною формальною граматикою.

Структура, створена регулярними виразами.

Слова, породжені БНФ-конструкцією.

Структура, распознаваемая кінцевим автоматом.

Давайте розглянемо на прикладі. Припустимо, у нас є весь алфавіт, заданий двома цифрами: 1 і 0. Для відображення букви «О» ми використовуємо комбінацію 1010001. Це і є застосування формальної мови. Також можливе використання порожнього слова (коли рядок має нульову довжину і в ній нічого немає) з особливим позначенням у звичному для нас вигляді. Але більш детально зрозуміти, що таке формальний мову, допоможуть 4 приклади, які будуть наведені далі. Для чого це потрібно? Щоб у читача було розуміння, що до формальних мов можна віднести. Але ще трохи про те, як вони створюються.

Конструювання формальних мов

Кожен формальний мова є конструкцією, яка була створена колись і кимось. Будуються вони зазвичай за однією схемою:

Для початку вибирають алфавіт або якусь сукупність певних символів, з яких і будуватимуться вирази, вживані в мові. До формальних мов відноситься будь-який спосіб програмування за допомогою комп'ютера.

Описує синтаксис, тобто особливості і правила, за якими будуть будуватися осмислені пропозиції.

За певним правилами складаються слова і вирази. Тут існує правило: будь-яка послідовність літер повинна мати можливість вважатися словом.

До формальних мов належить будь-яка конструкція, яка має чіткі правила – це слід запам'ятати. При побудові існують деякі особливості. Так, поняття «символ» вельми багатофункціональне з точки зору смислового навантаження, тому в масі своїй використовують такий термін як «буква». Але під ними можуть розуміти не тільки звичні для нас позначення, але і дужки, спеціальні знаки і багато іншого. Відноситься це тільки до формальних мов.

Приклад 1

Давайте почнемо з 1 і 0. У таких випадках використовують ще поняття «терм» і «формула». Перший виступає в якості аналога імені об'єкта і використовується для позначення чогось конкретного. У першу чергу під ними розуміють константи і предметні змінні. З них, у свою чергу, будуються більш складні конструкції, для чого використовується застосовувана в якомусь мовою функція. Під формулою розуміють групу термів, застосування якої в певній мові програмування є можливим. Ця «вказівка» буде оброблено, і людина отримає необхідний результат.

Приклад 2

Розглянемо на прикладі логіки, в якій є інверсія (), диз'юнкція(?), кон'юнкція(?) і імплікація(=>) і ряд інших. В якості образів можна навести такі записи:

А;

А?В => А

(А?С)

В якості символів А, В, С підставте змінні і ви отримаєте логічні операції. Де застосовуються формальні мови подібного типу? Широке використання подібний механізм знайшов в мовах програмування, математики, відносинах, логічних і математичних функцій або окремих частинах, які були описані самим програмістом.

Приклад 3

Давайте розглянемо більш складну логічну формулу: (А?С) А?С = 1 Ось навіщо потрібні формальні мови. Уявіть що було б, якщо це описувалося словами? А тепер, спираючись на формулу, будемо виводити умовиводи. Осмислені вирази можна отримати у формальній мові тільки тоді, коли дотримуються наперед визначені правила утворення, зміни і «розуміння» формул і термів, з яких вони складаються:

Побудова терм і формул;

Опрацювання семантичного аспекту та інтерпретація;

Порядок слідування одних формул і терм з інших.

У кожній формальній мові повинна бути добре опрацьована сукупність даних правил.

Приклад 4

Завдяки наявності в синтаксисі мови правила виведення для термів та формул можна виконувати ізоморфні перетворення моделей. Так буде проводитися не тільки відображення (репрезентація) певною сукупністю знань, що вже є, але і, можливо, отримання нової інформації. Причому перетворення, хоча і буде відбуватися за чітким і суворим правилам, цілком можна автоматизувати. Подібні технології застосовуються в експертних системах, базах знань і програмних продуктах підтримки прийняття рішень.

Висновок

Формальні мови знайшли широке застосування в науці, особливо в техніці. Під час проведення наукового дослідження або при здійсненні практичної діяльності вони можуть взаємодіяти з природними, зважаючи на значні виразних здібностей останнього. Але все ж формальні мови дозволяють більш точно передати знання та проводити об'єктивний обмін інформацією, накопиченої людством.