Предмет: «Теория вычислительных процессов»

Основными разделами теории вычислительных процессов являются: математическое моделирование языков, синтаксис и семантика, метаязыки, нормальные формы Бекуса-Наура (БФА), формальные грамматики, классы формальных грамматик, проблема распознавания языков, а также языки, порождаемые грамматиками. В разделе касающемся автоматов освещаются конечные автоматы, анализаторы и преобразователи, анализаторы контекстно-свободных языков.

Трансляторы представлены описанием схем компиляторов, методами построения, схематической теорией программ, способами оптимизации кода. Также рассматриваются семантическая теория программ, схемы программ, методы формальной спецификации и верификации, модели вычислительных процессов, взаимодействие процессов, протоколы и интерфейсы, асинхронные процессы, сети Петри, принципы и способы технической реализации моделей процессов и структур.

Изучение теории вычислительных процессов требует знания основ информатики, наличия практических навыков программирования. Требуется также знакомство с основными функциями операционных систем и вычислительных сетей.

Данная дисциплина необходима для дальнейшего изучения предмета построение компиляторов.

Дисциплина языки программирования и методы трансляции связана с такими математическими дисциплинами как основы теории множеств, дискретный анализ, алгебра, математический анализ, основы теории вероятностей.

Основные темы теории вычислительных процессов: 1. Методы построения и анализа алгоритмов. Динамическое программирование и его приложения. Задача о наибольшей общей подпоследовательности. Жадные алгоритмы. Коды Хаффмена.

2. Динамические структуры данных. АВЛ-деревья. Б-деревья. Биномиальные и фибоначиевы кучи. Системы непересекающихся множеств.

3. Алгоритмы на графах. Представление графов. Поиск в ширину. Поиск в глубину. Топологическая сортировка.

Сильно связные компоненты. Минимальные покрывающие деревья. Вычисление кратчайших путей из одной вершины (Алгоритмы Дейкстра, Беллмана-Форда). Вычисление кратчайших путей для всех пар вершин. Задача о максимальном потоке в графе.

4. Алгоритмы поиска подстрок. Постановка задачи и простейший алгоритм. Алгоритм Рабина-Карпа. Понятие о конечных автоматах. Алгоритм Кнута-Морриса-Пратта. Алгоритм Бойера-Мура.