Language Emulator, uma ferramenta de auxílio no ensino de Teoria da Computao
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世界各种语言常用语句(双语对照)英语(日耳曼语族)•英语:English /"iN lIS/, /IN glIS/•你好:hello /"hE l@U/, /hE low/•再见:good-bye /'gUd "baI/, /gUd baj/•请:please /pli:z/, /pliz/•谢谢:thank you /"T{Nk ju:/, /T&Nk ju/•那个:that one /"D{t wVn/, /D&t wVn/•是:yes /jEs/, /jEs/•不:no /n@u/, /now/•对不起:sorry /'sOri/•我不明白:I don't understand /aI'd@Unt Vnd@:s't{nd/•厕所在哪里?:where's the toilet?•干杯:bottoms up! /'bA t@mz "Vp/, /bA t@mz Vp/•你说英语吗?Do you speak English? /du: ju: spi:k "IN gliS/, /du ju spik IN glIS/阿尔巴尼亚语•阿尔巴尼亚语: shqip /shqip/ (shqEEp)•你好:tungjatjeta /tun gjat ie ta/ (tUhn-ngIAt-IEta)•再见:mirupafshim /mir uh pa fshim/ (mEEr-Uh-oA-fshEEm)•请:ju lutem /iu lu tem/ (iU LU-tehm)•谢谢:faleminderit /fah le mi nde rit/ (fAh-leh-mEE-nde-rEEt)•那个:atë /ateh/ (ATEH)•多少?:sa është? /sa ush te/ (sAh ush-te)•英文:anglisht /an gli sht/ (ahn-GLEE-sht)•是:po /poe/ (POE)•不是:jo /ioh/ (IOH)•对不起:më fal /muh fal/ (mUh FAL)•我不明白: nuk kuptoj /nuk kup toi/ (nUhk KUP-toi)•厕所在哪里?:ku është banjoja? /ku ush teh ba nio ia/ (kuh ush-tEh bA-nio-jA)•干杯:gëzuar /guh zu ar/ (gUh-zuh-ar)•你说英语吗?: flisni Anglish? /fli sni ang lisht/ (flee-snEE ahn-GLEE-sht)阿拉伯语(闪含语系)注意这里使用的是古典阿拉伯语;既然有很多普通的词组,但是他们在当地不同的方言中会有不同,这意味着很多阿拉伯人,甚至是受到教育的人,都会对这些共同词组有不同的理解。
第六课Exercices grammaticaux1. Est-ce un ou une?une porte un mur un médecin une dame un livreune heure un cours une piscine une gare un monsieur2. Ecrivez les chiffres suivants en français3 trois 7 sept 10 dix 13 treize15 quinze 20 vingt 21 vingt-et-un 25 vingt-cinq29 vingt-neuf 30 trente3. Mettez une préposition dans les phrases suivantes et faites la contraction si n écessaire.1) Il y a un bon restaurant près du magasin.2) Ton frère va-t-il à l'école primaire?3) Il va au Canada, je crois.4) Est-ce le livre du professeur?5) Paul est peut-être au bureau du directeur.6) Ah bon? Julie va au cinéma avec toi?7) Voici les cahiers des étudiants de la classe B.8) Comment? Il va à l'hôpital? Je ne crois pas.4. Répondez aux questions à la forme négative.1) Est-ce que c'est le professeur de français.Non, ce n'est pas le professeur de français.2) Est-ce que c'est Catherine?Non, ce n'est pas Catherine.3) Est-ce qu'elle va à la gare?Non, elle ne va pas à la gare.4) Est-ce que c'est le livre de Pascal?Non, ce n'est pas le livre de Pascal.5) Est-ce un café?Non, ce n'est pas un café.6) Est-ce que tu as faim?Non, je n'ai pas faim.7) Est-ce que le journal est sur la table?Non, le journal n'est pas sur la table.8) Est-ce que tu regardes la télévision le matin?Non, je ne regarde pas la télévision le matin.5. Accordez les adjectifs donnés.1) Elle est très contente.2) C'est une grande école.3) Pascal a de belles chemises blanches.4) Benoît est un vieil ami.5) Ici, il y a de grandes chambres bien propres.6) Je m'appelle Nathalie, enchantée.7) Elle n'est pas paresseuse, elle travaille beaucoup.8) Vous avez un bel appartement.6. Mettez les adjectifs donnés à la forme correcte.1) Il a un bel avenir.2) Voici un nouvel hôtel construit en 2005.3) Monsieur, je vous présente mon vieil ami, Pascal Lebon.4) Dans cette ville, il y a de beaux hôtels très modernes.5) Tiens. Tu as de nouveaux amis?6) Regarde cette photo. Ce sont de vieux acteurs de notre pays.7. Mettez les phrases suivantes au pluriel.1) Ces hommes ne sont pas gentils.2) Voici de bons restaurants chinois.3) Ces langues étrangères ne sont pas faciles.4) Ce sont de grands hommes de notre histoire.5) Les nouvelles amies de Lili sont françaises.6) Ce sont des chemises pour moi? Merci.8. Traduisez les phrases suivantes en chinois.1) 对不起,请问你正是杜朗先生吗?2)她去火车站吗?那么,太好了!3)你们真的工作得很认真。
法语答案第二课III. Exercices grammaticaux(语法练习)2. Orthographe : est ou et ?1) Voici ta valise et ta chemise.2) Calemette Chirac est styliste.3) Voilà ! C’est toi et moi.4) Et toi, où vas-tu ?5) Ta chemise est chic !6) Qui est à la porte ?3. Où aller ?(去哪儿?)1) Moi, je vais à Paris.2) Pascal, tu vas à Beijing ?3) Yves va chez Marie.4) Justine va chez son ami(朋友).5) Jacques et moi, nous allons à Lille.6) Elle et toi, vous allez chez le professeur ?7) Marie et Benoît vont à la messe(做弥撒).8) Lyce et Monique vont à Shanghai.4. Exercices à trous.(填空练习。
)1) - Qui c’est ?- Bonjour! C’est moi , Luc.- Bonjour ! Mais, qu’est-ce que c’est ?- Devine ! ... C’est une photo.- Ah ! Une photo ? C’est chic !2) C’est une carte de la Chine.3) Voici une valise. C’est ma valise.4) Luc est chez Annie.5) Où vas-tu ?6) Voilà Nicolas et Pascal.5. Traduisez les phrases suivantes en français.(将下列句子译成法语。
Language Emulator, uma ferramenta de auxílio no ensinode Teoria da ComputaçãoLuiz Filipe Menezes Vieira1, Marcos Augusto Menezes Vieira1, Newton JoséVieira11 Departamento de Ciência da Computação - Universidade Federal de Minas Gerais(UFMG) - Av. Antônio Carlos, 6627 - 31270-010, Belo Horizonte, MG, Brasil{lfvieira, mmvieira, nvieira} @dcc.ufmg.brAbstract. During a master degree class, we developed a tool to help studentsto understand the concepts of Automata Theory. It was denominated LanguageEmulator and has been used by undergraduate students to help them to learnthe ideas of Automata Theory. Language emulator is a software developed inJava that allows the manipulation of regular expressions, regular grammar,deterministic finite automata, non-deterministic finite automata, non-deterministic finite automata with lambda transitions, Moore and Mealymachines. Using this software tool was of great acceptance among students,leading to over 95% of approval in a recent opinion research.Resumo. Durante o curso de pós-graduação, foi desenvolvida uma ferramentapara ajudar os estudantes a compreender os conceitos da teoria dacomputação. Ela foi denominada Language Emulator e tem sido usada porestudantes da graduação com o intuito de ajudar-lhes a aprender as idéias dateoria dos autômatos. O Language Emulator é um software desenvolvido emJava na UFMG que permite a manipulação de expressões regulares,gramáticas regulares, autômatos finitos determinísticos, autômatos finitosnão-determinísticos, autômatos finitos não-determinísticos com transiçõeslambda, máquinas de Moore e de Mealy. O uso da ferramenta foi de grandeaceitação entre os estudantes, chegando a 95% de aprovação em umapesquisa recentemente realizada com os alunos.Keywords: Teoria da computação, ferramenta, ensino.1. IntroduçãoO curso de teoria da computação é tradicionalmente ensinado sem nenhuma ajuda de ferramentas de software, limitando-se ao uso de tarefas que não necessitam do uso de um computador. Todos os exercícios envolvem o uso do lápis e papel e estes podem ser um inconveniente neste curso. Uma possível solução seria ter alguns exercícios que envolvessem o uso de ferramentas de software. Como mostrado por [1], há duas razões principais porque muitos estudantes têm mais dificuldade com cursos da área de teoria da computação do que cursos de outras áreas. A primeira é que disciplinas da teoria tem mais matemática do que a maioria das outras disciplinas de Ciência da Computação. A segunda razão é o fato dos estudantes não recebem um feedback imediato ao trabalharem em problemas usando lápis e papel.Estes efeitos podem ser reduzidos pelo uso de ferramentas de software, tais como o Language Emulator que permite que os estudantes brinquem com a teoria da computação e interajam com autômatos. Neste artigo, nós descrevemos os trabalhos relacionados na seção 2, a funcionalidade do Language Emulator na seção 3, a apresentação gráfica na seção 4. A seção 5 descreve como esta ferramenta pode ser usada em uma sala de aula e o estudo de caso da ferramenta em uma sala da graduação. E, finalmente, na seção 7 as conclusões e trabalhos futuros.2. Trabalhos relacionadosNa Ciência da Computação, para muitos assuntos existem ferramentas para ajudar os estudantes na aprendizagem. Muitas ferramentas, incluindo [2], foram desenvolvidas para criar animações dos algoritmos e estas podem ser usadas no ensino.JFLAP[1] (Java Formal Languages and Automata Package) é uma excelente ferramenta que pode ser usada na disciplina de fundamentos da teoria da computação, mais especificamente, na parte de teoria dos autômatos. Infelizmente, não éinternacionalizada, aceita somente o inglês, e não suporta a transição entre os vários tipos de autômatos que trabalha.Deus Ex Machine [6] foi desenvolvido por Nick Savoiu e compreende simulações de sete modelos da computação. Foi desenvolvido para acompanhar o livro “Models of Computation and Formal Languages” de R. Gregory Taylor. Atualmente sóhá versões para a plataforma Windows.Turing’s World [7] é uma ferramenta gráfica que permite especificar máquinas de Turing desenhando o diagrama de estados e as transições. Ela permite visualizar graficamente as operações na máquina de Turing.Webworks Laboratory [8] apresenta um conjunto de projetos na área de Fundamentos da Teoria da Computação. Se destaca o Animating the Theory of Computing, uma ferramenta desenvolvida para permitir que os estudantes aprendessem através de animações de automâtos finitos.Ganimal [9] é um projeto de software para aprendizado de compiladores que gera animações de máquinas abstratas. A máquina pode ser escolhida de acordo com o tipo de linguagem: imperativa, funcional ou a pilha.The Java Computability Toolkit [10] é um ambiente gráfico para criar e simular automâtos finitos determinísticos e não-determinísticos e máquinas de Turing. Ele foi desenvolvido em Java, e permite minimizar o AFD e converter um AFN em um AFD.3. A FerramentaO Language Emulator foi construído para trabalhar com as formas mais usuais de descrição de linguagens regulares. Os sete formatos suportados são:q Expressão Regular.q Gramática Regular.q Autômato finito determinístico (AFD).q Autômato finito não determinístico (AFN).q Autômato finitos não determinístico com transições lambda (AFNλ).q Máquina de Moore.q Máquina de Mealy.E adicionalmente as seguintes funcionalidades:q Minimizar autômatos finitos determinísticos.q Transformar autômato finito não-determinístico em autômato finito determinístico. q Transformar autômato finito não-determinístico com transições lambda emautômato finito não-determinístico.q Transformar uma gramática regular em um autômato finito não-determinístico.q Transformar autômato finito não-determinístico em uma gramática regular.q Transformar uma expressão regular em um autômato finito não-determinístico com transição lambda.q Transformar autômato finito não-determinístico em uma expressão regular.q Derivar todas as palavras até um tamanho n que pertençam a uma gramática regular. q Determinar se uma palavra pertence a uma gramática regular.q Determinar se uma palavra pertence à linguagem especificada por um autômato finito determinístico.q Determinar se uma palavra pertence à linguagem especificada por uma expressão regular.q Transformar uma máquina Mealy em uma máquina de Moore.q Transformar uma máquina de Moore em uma máquina Mealy.q Dar a saída de uma máquina de Moore para uma entrada dada.q Determinar se uma palavra pertence à uma máquina Mealy ou de Moore.q União, interseção e diferença de dois AFDs.q Complemento de um AFD.q União das diferenças entre dois AFDs.A F = (A1 - A2)U(A2 - A1)q Salvar e Carregar AFDs.q Exportar o AFDs para um arquivo no formato utilizado pela ferramenta GraphViz[11]. Esta ferramenta recebe uma descrição textual de um grafo e gera umaFigura 1 Transformação entre formatos de linguagem regularesA ferramenta também mostra os passos intermediários do algoritmo, imprimindo os valores de cada etapa da execução.4. InterfaceA linguagem de programação escolhida para criar a ferramenta de ajuda para a teoria dos autômatos foi Java, simplesmente porque funciona em toda plataforma que suporta a máquina virtual Java, o que é comum em um ambiente educacional. Ela foi projetada usando Java Swing que é o novo padrão de interface da plataforma Java. Ela foi desenvolvida inicialmente para o português, mas é possível internacionalizar a ferramenta, mudando para a língua desejada, como, por exemplo, inglês.Figura 2 Autômatos finitos determinísticos no Language Emulator.Há sete abas que o usuário pode escolher na relação que permite construir qualquer um dos sete formatos de linguagem regular suportadas no Language Emulator: autômatos finitos determinísticos, autômatos finitos não-determinísticos, autômatos finitos não-determinísticos com transições lambda, gramática regular, expressão regular, máquinas Moore e máquinas Mealy. Para cada formato existe uma interface apropriada. Esta pode ser visualizada quando o usuário seleciona a aba com o nome do formato. Ela permite acessar as funcionalidades associadas ao formato. Por exemplo, os autômatos finitos determinísticos podem ser minimizados ou gerar a expressão regular que reconhece a mesma linguagem que eles. Estas duas funcionalidades podem ser acessadas pelo usuário através dos botões Minimizar e ER presentes na tela dos autômatos finitos determinísticos, que é mostrada na Figura 2.Figura 3 ToolTips estão presentes no Language Emulator.A Figura 3 mostra uma tela do Language Emulator que mostra a presença de ToolTips. Eles estão presentes na ferramenta, o que torna mais intuitivo o uso desta.Figura 4 Uma Gramática Regular no Language Emulator.A Figura 4 mostra a construção de uma gramática regular. O usuário introduz primeiramente os não terminais, o alfabeto e então o não terminal inicial, de acordo com a definição matemática de uma gramática regular. Então acione o botão OK para iniciar a tabela onde podem ser inseridas as regras. Clicando sobre inserir regras, a gramática éconstruída. É possível ver se há uma palavra que pertença ou não à linguagem regular que é reconhecida pela gramática regular, ou construir um autômato finito não determinístico (AFN) que reconheça a mesma linguagem que a gramática.Com este AFN é possível descobrir se uma palavra é reconhecida pelo autômato, modificá-lo, inserindo novos símbolos no alfabeto ou mudando os estados iniciais e/ou finais. Também é possível gerar uma expressão regular que represente a linguagem aceita pelo autômato e, inclusive, gerar a gramática ou um autômato finito determinístico (AFD).No Language Emulator, as funcionalidades que permitem manipular um AFD estão descritas na seção sobre a ferramenta. É possível modificar o autômato em qualquer um dos seus componentes (estados, alfabeto, estado inicial, estados finais e transições). Este pode ser minimizado ou pode-se gerar a expressão regular equivalente.O Language Emulator pode ser utilizado para verificar se uma palavra pertence ou não a linguagem equivalente a uma expressão regular e/ou gerar o AFNλ equivalente a uma expressão regular. Esta também pode ser editada.Na ferramenta, uma representação no formato de um AFNλ apresenta quase as mesmas funcionalidades que uma no formato de um AFN. É possível descobrir se uma palavra é reconhecida pelo autômato, modificá-lo e pode ser gerado um AFN equivalente.5. Auxílio no ensinoJunto com a teoria, alguns exercícios práticos podem ser atribuídos. A cada parte da teoria abordada, como autômatos finitos determinísticos, uma tarefa pode ser dada envolvendo o uso da ferramenta. Este modelo torna o assunto mais divertido para aprender.Caso de Uso - UFMGDurante o primeiro semestre de 2002, na aula da disciplina Fundamentos da Teoria da Computação na UFMG (Universidade de federal Minas Gerais) a ferramenta foi utilizada. Seguindo o modelo sugerido acima, após o ensino de AFNλ, AFN, AFD e ER foi proposto o seguinte exercício:Exemplo de exercícioSeja o AFNλ:(a)Faça no papel a tabela de transições.(b)Construa um AFNλ na ferramenta.(c)Faça no papel o AFN equivalente.(d)Utilizando a ferramenta, converta o AFNλ para um AFN.(e)Faça no papel um AFD equivalente.(f)Utilizando a ferramenta, converta o AFN para um AFD.(g)Faça no papel a minimização do AFD.(h)Utilizando a ferramenta, minimize o AFD.(i)Construa uma expressão regular que denote a linguagem reconhecida.(j)Utilizando a ferramenta, converta o AFD para uma ER.Com a aplicação do exercício para ser resolvido em casa, os alunos puderam corrigir os próprios exercícios e aprender aonde estavam errando.Auxílio ao professorA ferramenta além de ser utilizada pelos alunos, também pode ser utilizada pelo professor para corrigir exercícios. Seja L1 a linguagem reconhecida pelo autômato A1 descrito pelo aluno e seja L2 a linguagem reconhecida pelo autômato correto A2.A ferramenta permite calcular o autômato resultante da união, interseção ou diferença entre dois autômatos finitos determinísticos. Além disso, foi incorporado a ferramenta a operação de união das diferenças de dois AFDs. Esta operação é útil, conforme mostraremos a seguir.Utilizando a própria ferramenta, selecionando o botão União das Diferenças na interface dos AFDs, podemos calcular:A3 = (A1 - A2) U (A2 - A1)A linguagem reconhecida pelo autômato A3 será vazia se o autômato estiver correto. E gerando uma palavra de A3 é possível encontrar um exemplo de palavra que torna a solução incorreta.Exemplo:Seja a linguagem L2 = {ab}*.O autômato correto A2 seria:Figura 6 AFD que reconhece L2Suponha que o autômato A1do aluno seja:Figura 7 AFD desenvolvido por um aluno.O autômato A1 reconhece ab, abab, ababab, …, (ab)n. Porém ele não está correto. Uma maneira rápida de mostrar isto é encontrar um contra-exemplo. No nosso caso, o autômato A1 não reconhece λ e portanto, não reconhece a linguagem L2.Utilizando a função de diferença entre dois AFDs da ferramenta, calculamos A2 - A1 para encontrarmos as palavras que não são corretamente reconhecidas pelo autômato A1.Figura 8 Autômato resultante de A2-A1.O autômato da Figura 8 reconhece apenas λ.E também calculamos A1-A2 para encontrar as palavras que são incorretamente reconhecidas pelo autômato A1Figura 9 Autômato resultante de A1-A2.O autômato da Figura 9 reconhece o conjunto vazio. Observe que não há estados finais. Figura 8 e Figura 9 foram geradas com o GraphViz[11] após utilizar a função exportar do Language Emulator.Outra maneira de se verificar a corretude do autômato do aluno seria gerar a expressão regular equivalente ao autômato e verificar se ela representa a mesma linguagem que o autômato correto. No exemplo, o Language Emulator retornou ER1=(ab(ab)*) para o autômato do aluno. Observa-se que λ não pertence a linguagem equivalente a ER1. Avaliação da ferramentaComo era a primeira vez que o Language Emulator estava sendo utilizado em uma sala de aula, os estudantes da disciplina participaram também no processo de avaliação da ferramenta. Quase 95% dos estudantes responderam que o uso do Language Emulator ajuda no processo de aprender a teoria dos autômatos. Eles deram também algumas sugestões que podem ser feitas como trabalho futuro para melhorar a ferramenta e sua capacidade de ajudar no ensino. Uma das vantagens citadas pelos estudantes é o fato que eles podem fazer os exercícios com lápis e papel e depois usar o Language Emulator para verificar se o fizeram corretamente.6. Conclusão e Trabalhos FuturosO Language Emulator tem sido utilizado no processo de ensinar teoria dos autômatos. Épossível o estudante interagir com os formatos de linguagens regulares e receber um feedback imediato. O uso da ferramenta em um curso de computação teve um nível elevado de aprovação, concordando com a finalidade de tal ferramenta. Os estudantes gostaram muito do fato de poderem verificar se seu trabalho feito a lápis estivesse correto.A ferramenta está em um estágio inicial e pode ser melhorada. Um trabalho futuro seria permitir o desenho dos estados e transições, tornando a entrada de dados gráfica.Este trabalho foi parcialmente financiado pelo CNPQ.References[1]Rodger, S.H. Using JFLAP to interact with Theorems in Automata Theory.SIGCCE(1999), 336-340.[2]P. Gloor, AACE – Algorithm Animation for Computer Science Education.Workshop on Visual Languages, p. 25-31 ,1992.[3]Rincon, Mauricio Ayala et al. 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