موضوع مقاله: دستور بافت‌آزاد | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # دستور بافت‌آزاد | مقدمه: دستور بافت‌آزاد در نظریه زبان صوری، یک دستور صوری است که قواعد تولید آن را می‌توان به یک نماد غیرپایانی بدون در نظر گرفتن بافت آن اعمال کرد. | ## بخش 1: دستور بافت‌آزاد | از دیدگاه تخصصی، در یک دستور بافت‌آزاد، هر قاعده تولید حالت زیر را دارد: که در آن یک نماد غیرپایانی منفرد است، و یک رشته از پایانی‌ها و/یا غیرپایانی‌ها است ( می‌تواند تهی هم باشد). دستور زبان مستقل از متن به گرامری به صورت (G=(V,T،S,P گفته می‌شود که قانون‌های تولید آن به شکل زیر باشند: A→x که A € V و *(x € (V∪T زبان L یک زبان مستقل از متن است اگر و تنها اگر گرامر مستقل از متنی مانند G وجود داشته باشد که رابطه (L=L(G برقرار باشد. همه گرامرهای منظم مستقل از متن هستند؛ بنابراین یک زبان منظم مستقل از متن نیز می‌باشد اما زبان‌های نامنظمی مانند{a^n b^n ^ توان) نیز وجود دارند که مستقل از متن باشند. برای این مثال یک گرامر مستقل از متن وجود دارد؛ بنابراین خانوادهٔ زبان‌های منظم زیر مجموعه سره‌ای از خوانده زبان‌های مستقل از متن می‌باشند. نام گرامرهای مستقل از متن از این حقیقت آمده که جانشینی متغیرهای سمت چپ قانون تولید، هرزمان که یکی از آن‌ها در یک فرم جمله‌ای ظاهر شود امکان‌پذیر است. این ویژگی از این ناشی می‌شود که تنها یک متغیر در سمت چپ قانون‌های تولید قرار می‌گیرد. این اشتقاق و دیگر اشتقاق‌های مشابه نشان می‌دهند که زبان {L(G)={wwR:w€{a,b یک زبان مستقل از متن است؛ اما این زبان منظم نیست. هر دوی این مثال‌ها گرامرهایی را نشان می‌دهند که علاوه بر مستقل از متن بودن، خطی نیز هستند. پیشینه حداقل از زمان پانی، کسی که یک زبان‌شناس هندی مربوط به دوران قبل از میلاد مسیح بود، زبان شناسان گرامرهای زبان‌ها را بر اساس ساختار بلوکی آن‌ها و همین‌طور چگونگی تشکیل جملات از عبارت‌های کوچکتر و در نهایت از کلمه و حرف توصیف کرده‌اند. قسمت با اهمیت این ساختارهای بلوکی این است که هیچ وقت واحدهای منطقی با یکدیگر تداخل ندارند. می‌توان به‌طور منطقی عبارت بالا را پرانتز بندی کرد به صورت: (احمد، کسی که ماشین قرمزش داخل گاراژ) بود ، (رفت (به (سبزی فروشی . برای توصیف متدهایی که به وسیله آن‌ها در برخی از زبان‌های طبیعی که عبارت‌ها از بلوک‌های کوچکتری ساخته شده‌اند، گرامر مستقل از متن روشی ساده و در عین حال از لحاظ ریاضی دقیق را به وسیله گرفتن ساختارهای بلوکی جملات از راه طبیعی ایجاد می‌کند. نوام چامسکی رسمی‌سازی گرامر مستقل از متن و همین‌طور کلاس بندی نوع خاصی از گرامر رسمی آن را (که وی آن را گرامرهای ساختار عبارت نامید) در اواسط ۱۹۵۰ به وجود آورد., p. | ## بخش 2: دستور بافت‌آزاد | چیزی که چامسکی آن را گرامر ساختار عبارت نامید به گرامر حوزه انتخاباتی مشهور است، که به موجب آن در مقابل گرامر وابسته است. را متغیر ابتدایی گوییم؛ و برای نمایش کل جمله (برنامه) استفاده می‌شود؛ و باید عضو باشد. قاعده نمادسازی قاعده تولید در یعنی فرموله کردن ریاضی به شکل ، که و که رشته از متغیرها است. همچنین می‌تواند رشته‌ای خالی باشد (رشته با طول صفر)، که در این زمان با ε نمایش می‌دهند. گرامر مستقل از متن گرامر زبان بدین شکل است که: زبان را گرامر مستقل از متن می‌گویند که وجود داشته باشد ای، به‌طوری‌که . CFSهای مناسب یک گرامر مستقل از متن را مناسب می‌گوییم هرگاه شرایط زیر را داشته باشد: نمادهای دسترسی ناپذیر نداشته باشد: . شکل معمولی تمام گرامر مستقل از متن که رشته خالی تولید نمی‌کند را نمی‌توان تبدیل کردن به قانونی که رشته خالی تولید نمی‌کند. اگر که رشته خالی تولید می‌کند لازم است قانون را داشته باشد ولی لازم نیست قانون ε را داشته باشد. به دلیل شکل به خصوص قوانین ساخت در شکل نرمال چامسکی، این شکل نرمال هم مفهوم نظری و هم عملی دارد. برای مثال، با توجه به یک گرامر مستقل از متن، می‌توان از فرم نرمال چامسکی برای ساخت چندجمله‌ای زمانی که آیا رشته داده شده در زبان توسط گرامر نشان داده شده یا خیر. مشکلات تصمیم ناپذیر برخی از سولات که تصمیم ناپذیرند در کلاس‌های وسیع تر گرامر، در گرامر مستقل از متن تصمیم پذیر شده‌اند. گنجاندن زبان با داشتن دو CFG، آیا اولی تمام رشته‌هایی را تولید می‌کند که دومی تولید می‌کند. زمینه‌ها یک راه برای گسترش گرامر مستقل از متن این است که اجازه دهیم غیر پایانی ها(nonterminals) که بحث می‌شوند، مقدار و ارزش آن‌ها همراه با قوانین اثبات شوند. | ## بخش 3: دستور بافت‌آزاد | این اجازه می‌دهد تا ویژگی‌های زبان‌های طبیعی از قبیل توافق و مراجع، و آنالوگ به زبان‌های برنامه‌نویسی مانند استفاده درست و تعریف شناسه، در یک راه طبیعی بیان می‌شود؛ مثلاً: ما یه راحتی می‌توانیم بیان کنیم که فعل وفاعل در جمع و منفرد بودن باید با هم تطابق داشته باشند. در علوم کامپیوتر مثال‌های این گرایش در افیکس گرامر و صفت گرامر و گرامر ایندکس است. گرامر مستقل از متن گسترش یافته آن است که در طرف راست ساختارش عبارت با قاعده بیش از گرامرهای پایان پذیر و پایان ناپذیرش می‌تواند باشد. فرم نرمال چامسکی برای هر زبان مستقل از متن L، یک گرامر برای L-{ε} وجود دارد که هر قانون تولید آن به یکی از دو صورت زیر است: A → a , A → BC به یک روند تمیزکاری برای گرامر نیاز داریم که: - متغیرهای بدون استفاده را حذف کند. متغیر X برای گرامر G=(V, T, P, S) مفید نامیده می‌شود اگر یک اشتقاق به صورت زیر وجود داشته باشد: S⇒αXβ⇒w که در آن: w عضو Tاستار می‌باشد؛ و αوβ عضو (اجتماع T,V)استار می‌باشند. متغیر X مولد نامیده می‌شود اگر: X⇒w متغیر X قابل دسترس نامیده می‌شود اگر رشته‌های αوβ عضو (اجتماع T,V)استار وجود داشته باشد که: S⇒αXβ الگوریتم کشف متغیر مولد: مجموعه متغیرهای مولد را به صورت g(G) نمایش می‌دهیم. پس خواهیم داشت: A∈g(G) استقرا: اگر A → α یکی از قوانین تولید باشد و همهٔ متغیرهای رشتهٔ α مولد باشند، A نیز مولد است. استقرا: اگر A قابل دسترس باشد و A → α یک قانون تولید باشد، تمام متغیرهای α نیز قابل دسترس هستند. قضیه: فرض کنید G یک گرامر مستقل از متن باشد، گرامری که پس از انجام دو مرحلهٔ زیر به دست می‌آید، همان زبان را تعریف می‌کند و دارای متغیر بی‌استفاده نیست. زیر شاخه‌ها گرامر مستقل از متن چندین شاخه و دسته مهم دارد: گرامر (LR(kتجزیه کردن را اجازه می‌دهند. گرامر ( LL(k اجازه به تجزیه‌ای می‌دهند که ساخت آن به‌طور مستقیم از یک اشتقاق چپ همان‌طور که در بالا توضیح داده شده‌است باشد. گرامر ساده که شاخه‌ای از شاخه گرامر(LL(1 که بیشتر به خاطر خاصیت تئوری مورد توجه قرار گرفته‌است. گرامر براکتی که دارای این خاصیت است که سمبل‌های ترمینالی که به چپ و راست تقسیم می‌شوند، هر دو دارای قوانین یکسانی است. | ## جمع‌بندی | بخش عمده‌ای از دستور زایشی برای پیدا کردن راه‌های پالایش مکانیسم توصیفی عبارت ساختار دستور زبان و تحول قوانین به‌طوری‌که دقیقاً انواع چیزهایی را که توسط زبان طبیعی اجازه داده شده‌است را که می‌توان بیان کند، اختصاص داده‌است.