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[cours-maths-dis.git] / automates / OptimisationAutomatesFinis.tex
1
2
3
4 Des automates différents peuvent être associés au même langage.\\
5
6 L'optimisation des programmes d'analyse syntaxique (dont certains sont des réalisations concrètes d'automates finis) rend nécessaire la construction d'un automate minimal (en nombre d'états) qui reconnaissent un langage donné.\\
7
8 On se limitera dans ce chapitre à la simplification d'un automate de Moore (puisque la méthode de construction par sous-ensemble permet de se ramener d'un AFND à un AFD).
9
10 \section{Congruences d'automates}
11
12 Soit $(E,I,t)$ un AFD et $\mathcal{R}$ une relation d'équivalence sur $E$.
13
14 \subsection{Quelques rappels}
15
16 On rappelle que $\mathcal{R}$ est une relation binaire sur l'ensemble $E$ des états, qui a en plus les propriétés suivantes...
17 \begin{description}
18 \item[- réfléxivité.] Pour tout état $e \in E, ~ e \mathcal{R} e$,
19 \item[- symétrie.] Pour tout couple d'états $(e_1, e_2) \in E^2$ : si $e_1 \mathcal{R} e_2$, alors $e_2 \mathcal{R} e_1$,
20 \item[- transitivité.] Pour tout triplet d'états $(e_1, e_2, e_3) \in E^3$ : si $e_1 \mathcal{R} e_2$ et $e_2 \mathcal{R} e_3$, alors $e_1 \mathcal{R} e_3$.
21 \end{description}
22
23 \medskip
24
25
26 \begin{Exo}
27 On considère l'automate :
28
29 \unitlength = 0.9mm 
30 \begin{center}
31 \begin{picture}(143,75)(-50,-75)
32 \put(0,-75){}
33 \node[NLangle=0.0,Nmarks=i](n0)(16.0,-20.0){$e_0$}
34
35 \node[NLangle=0.0,iangle=128.23](n1)(44.0,-20.0){$e_1$}
36
37 \node[NLangle=0.0](n2)(16.0,-44.0){$e_2$}
38
39 \node[NLangle=0.0,Nmarks=r](n3)(44.0,-44.0){$e_3$}
40
41 \drawloop[ELdist=1.7,loopangle=37.45](n1){1}
42
43 \drawloop[ELdist=2.2,loopangle=225.0](n2){0}
44
45 \drawedge[ELdist=2.8](n0,n1){0}
46
47 \drawedge[ELdist=1.5](n1,n3){0}
48
49 \drawedge[ELside=r,ELdist=2.7](n2,n3){1}
50
51 \drawedge[ELside=r,ELdist=3.4](n0,n2){0,1}
52
53 \drawedge[ELside=r,ELdist=2.1](n0,n3){1}
54 \end{picture}
55 \end{center}
56 \noindent et la relation binaire $e_i \mathcal{R} e_j$ si et seulement si $i$ et $j$ ont la même parité.
57
58 Montrez que $\mathcal{R}$ est bien une relation d'équivalence sur $E$.
59 \end{Exo}
60
61
62 On rappelle encore que  $t : E \times I \rightarrow E$ est la fonction de transition. Par la suite, par souci de concision, on notera $t_{x}(e)$  pour $t(e,x)$.
63
64 \subsection{Définition}
65
66 \begin{Def}[Congruence d'automates]
67 On dit que $\mathcal{R}$ est une \emph{congruence d'automates}\index{congruence d'automates} si et seulement si
68 $$\forall (r,s) \in E^2, \forall x \in I, (r \mathcal{R} s) \Longrightarrow (t_x(r) \mathcal{R} t_x(s))$$ 
69 C'est-à-dire si toute paire d'états équivalents modulo $\mathcal{R}$ est transformée par toute entrée en une paire d'états équivalents modulo $\mathcal{R}$.
70 \end{Def}
71
72
73 \begin{Exo}
74 La relation d'équivalence $\mathcal{R}$ de l'exercice précédent est-elle une congruence d'automates ?
75 \end{Exo}
76
77 \subsection{Ensemble quotient}
78
79 Soit $\mathcal{R}$ une congruence d'automates sur l'AFD $(E,I,t)$.
80
81 \begin{Notation}
82 On note $\tilde{E}$, l'ensemble quotient $E/\mathcal{R}$.\\
83 \end{Notation}
84
85
86
87 \begin{Exo}
88  Représenter le graphe de l'automate $M$ dont la table de transition des états est
89 $$\begin{array}{|c|cc|}
90    \hline
91  t & a & b \\
92  \hline
93 e_0 & e_0 & e_4\\
94 e_1 & e_1 & e_0 \\
95 e_2 & e_2 & e_4 \\
96 e_3 & e_5 & e_2 \\
97 e_4 & e_4 & e_3 \\
98 e_5 & e_3 & e_2 \\
99 \hline
100   \end{array}
101 $$
102
103 Soit $\mathcal{R}$ la relation d'équivalence pour laquelle $E/ \mathcal{R} = \{ \{ e_0, e_2 \}, \{ e_1, e_3, e_5 \}, \{ e_4 \} \}.$
104
105 \begin{enumerate}
106 \item Donner la table de transition d'états de l'automate-quotient.
107 \item Représenter son graphe
108 \end{enumerate}
109 \end{Exo}
110
111
112 \noindent Réponses : 
113
114 $$\begin{array}{|c|c|c|}
115 \hline
116 E & a & b\\
117 \hline
118 A = \{e_0, e_2\} & \{e_0, e_2\} & \{e_4\} \\
119 B = \{e_1, e_3, e_5 \}  & \{e_1, e_3, e_5 \} &  \{e_0, e_2\}\\
120 C = \{e_4\} & \{e_4\} & \{e_1, e_3, e_5 \} \\
121 \hline
122   \end{array}
123 $$
124
125 \begin{center}
126 \unitlength=1mm
127 \begin{picture}(74,83)(0,-83)
128 \put(0,-83){}
129 \node[NLangle=0.0](n7)(24.0,-36.0){C}
130
131 \node[NLangle=0.0](n8)(52.0,-16.0){A}
132
133 \node[NLangle=0.0](n9)(52.0,-56.0){B}
134
135 \drawedge[ELdist=2.0](n8,n7){b}
136
137 \drawedge[ELdist=2.0](n7,n9){b}
138
139 \drawedge(n9,n8){b}
140
141 \drawloop[ELdist=1.7,loopangle=53.62](n8){a}
142
143 \drawloop[ELdist=1.7,loopangle=-60.55](n9){a}
144
145 \drawloop[ELdist=1.7,loopangle=176.01](n7){a}
146 \end{picture}
147 \end{center}
148
149 \begin{Exo}
150  Soit $M$ l'automate fini dont la table de transition des états est
151
152 $$\begin{array}{|c|cc|}
153    \hline
154  t & 0 & 1 \\
155  \hline 
156 1 & 1 & 4 \\
157 2 & 3 & 5 \\
158 3 & 2 & 5 \\
159 4 & 4 & 1 \\
160 5 & 3 & 4 \\
161 \hline
162   \end{array}
163 $$
164
165 Soit $\mathcal{R}$ la relation d'équivalence sur $E = \{1,2,3,4,5\}$ telle que $1 \mathcal{R} 4$ et $3 \mathcal{R} 2$.
166 \begin{enumerate}
167 \item Que vaut $E/\mathcal{R}$?
168 \item Montrer que $\mathcal{R}$ est une congruence d'automates.
169 \item Donner la table de transition des états de l'automate-quotient.
170 \item Représenter son graphe.
171 \end{enumerate}
172 \end{Exo}
173
174
175
176 \begin{Exo}
177  Soit $M$ l'automate fini dont le graphe est représenté par la figure\\
178
179 \begin{center}
180 \unitlength = 1mm 
181  \begin{picture}(103,62)(0,-62)
182 \put(0,-62){}
183 \node[NLangle=0.0](n16)(16.0,-16.0){0}
184
185 \node[NLangle=0.0](n17)(40.0,-16.0){1}
186
187 \node[NLangle=0.0](n18)(40.0,-40.0){3}
188
189 \node[NLangle=0.0](n19)(64.0,-16.0){5}
190
191 \node[NLangle=0.0](n20)(64.0,-40.0){4}
192
193 \drawedge[ELside=r,ELdist=2.2](n17,n19){1}
194
195 \drawedge[ELside=r,ELdist=2.8,syo=1.0,eyo=1.0](n19,n17){ 1}
196
197 \node[NLangle=0.0](n22)(88.0,-16.0){2}
198
199 \drawedge[ELdist=2.1](n20,n19){1}
200
201 \drawedge[ELdist=2.1](n19,n22){O}
202
203 \drawedge[ELdist=2.1](n22,n20){1}
204
205 \drawedge[ELdist=2.1](n17,n18){0}
206
207 \drawedge[ELdist=2.1](n18,n16){1}
208
209 \drawedge[ELdist=2.1](n16,n17){1}
210
211 \drawloop[ELside=r,ELdist=2.1](n22){0}
212
213 \drawloop[ELside=r,ELdist=2.1](n16){0}
214
215 \drawloop[ELside=r,ELdist=2.1,loopangle=-87.44](n18){0}
216
217 \drawloop[ELside=r,ELdist=2.1,loopangle=-90.0](n20){0}
218
219
220
221 \end{picture}
222 \end{center}
223
224 Le tableau ci-dessous figure une relation binaire $\mathcal{R}$ dans l'ensemble des états $E = \{ 0,1,2,3,4,5 \}$ :
225
226 $$\begin{array}{|c|cccccc|}
227    \hline
228   & 0 & 1 & 2 & 3 & 4 & 5 \\
229 \hline
230 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 \\
231 1 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 1 \\
232 2 & 0 & 0 & 1 & 1 & 0 & 0 \\
233 3 & 0 & 0 & 1 & 1 & 0 & 0 \\
234 4 & 1 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 \\
235 5 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 1 \\
236 \hline
237   \end{array}
238 $$
239
240 Un chiffre 1 à l'intersection de la ligne $i$ et de la colonne $j$ signifie que $i \mathcal{R} j$, et un chiffre 0 que ces deux éléments ne sont pas en relation.
241 \begin{enumerate}
242  \item Montrer que $\mathcal{R}$ est une relation d'équivalence sur $E$.
243  \item Montrer que $\mathcal{R}$ est une congruence d'automates.
244 \item Représenter le graphe de l'automate-quotient $M/\mathcal{R}$.
245 \end{enumerate}
246 \end{Exo}
247
248 \noindent Réponses :
249
250 $$\begin{array}{c|c|c}
251 E & 0 & 1 \\
252 \hline
253 A = \{0, 4 \} & \{0, 4 \} & \{1, 5\} \\
254 B = \{1, 5\} & \{3, 2\} & \{1, 5\} \\
255 C = \{3, 2\} & \{3, 2\} & \{0, 4 \}\\
256   \end{array}
257 $$
258
259 \begin{center}
260  \unitlength=1mm
261
262 \begin{picture}(74,83)(0,-83)
263 \put(0,-83){}
264 \node[NLangle=0.0](n7)(24.0,-36.0){C}
265
266 \node[NLangle=0.0](n8)(52.0,-16.0){A}
267
268 \node[NLangle=0.0](n9)(52.0,-56.0){B}
269
270 \drawedge[ELdist=2.0](n7,n8){1}
271
272 \drawedge[ELdist=2.0](n9,n7){0}
273
274 \drawedge(n8,n9){1}
275
276 \drawloop[ELdist=1.7,loopangle=53.62](n8){0}
277
278 \drawloop[ELdist=1.7,loopangle=-60.55](n9){1}
279
280 \drawloop[ELdist=1.7,loopangle=176.01](n7){0}
281 \end{picture}
282 \end{center}
283
284 \begin{Rem}
285 On peut définir une application $\tilde{t}_x : \tilde{E} \rightarrow \tilde{E}$ par $\tilde{t}_x (\dot{e}) = \dot{[t_x(e)]}$, puis une application $\tilde{t} : \tilde{E} \times I \rightarrow \tilde{E}$ par $(\dot{e},i) \longmapsto \tilde{t}_x(\dot{e})$.
286 \end{Rem}
287
288 \section{\'Equivalence de Nérode}
289
290 \subsection{L'équivalence}
291
292 Soit $M = (E,I,t,e_0,A)$ un automate de Moore, deux états $q$ et $s$ de $E$, et $w \in I^*$ un mot d'entrée.
293
294 \begin{Def}[w-compatibles]
295  $q$ est $s$ sont \emph{$w$-compatible}\index{w-compatible} si et seulement si $$t_w(q) \in A \Longleftrightarrow t_w(s) \in A$$
296 \end{Def}
297
298 Cette définition permet de définir une relation $\sim$ dans $E$ par
299
300 $$(q \sim s) \Longleftrightarrow \left(\forall w \in I^*, q \textrm{ et } s \textrm{ sont } w \textrm{-compatibles} \right)$$
301
302 \begin{Def}[\'Equivalence de Nérode]
303 Cette relation est manifestement une relation d'équivalence, elle est appelée \emph{\'equivalence de N\'erode}\index{équivalence!de Nérode} associée à $M$.
304 \end{Def}
305
306
307 On démontre facilement que cette équivalence est une congruence d'automates. Tout automate de Moore peut donc être remplacé par son quotient par l'équivalence de Nérode.
308
309 Dans ce quotient, le nombre d'états est évidemment plus petit, l'automate obtenu est donc plus \og simple\fg{}.
310
311
312
313
314
315
316 \subsection{L'algorithme}
317
318 \subsubsection{La théorie}
319
320 Pour obtenir l'équivalence de Nérode associée à un automate, on dispose de l'algorithme suivant...\\\\
321
322 Soit $M=\{E,I,t,e_0,A\}$ un automate de Moore.
323
324 On définit, pour tout $k \in \mathbb{N}$, une relation $\mathcal{R}_k$ sur E en posant
325
326 $$[ q \mathcal{R}_k s ] \Longleftrightarrow \left[ (\forall w \in I^*), (l(w) \leqslant k \Longrightarrow q \text{ et } s \text{ sont } w\text{-compatibles}) \right]$$
327
328 Donc $q$ et $s$ sont en relation par $\mathcal{R}_k$ lorsqu'ils sont $w$-compatibles, pour tout mot $w$ de longueur inférieure ou égale à $k$.\\
329
330 Cette relation est clairement une relation d'équivalence, et $\mathcal{R}_{k+1}$ est plus fine que $\mathcal{R}_k$. L'équivalence de Nérode est l'intersection de ces relations $\mathcal{R}_k$, pour toutes les valeurs de $k$ entier.
331
332 \subsubsection{La pratique}
333
334 Cet algorithme n'est pas utilisable dans la pratique. On fait plutôt...
335
336 \begin{enumerate}
337  \item Prendre comme partition de départ $P_0 = \{A, E \setminus A \}$.
338  \item Si $P_k=\{E_1, \hdots, E_n \} $ est la partition correspondant à la relation $\mathcal{R}_k$, morceler éventuellement chaque classe $E_i$ en sous-classes $E_{i1}, E_{i2}, \hdots, E_{ip}$ de manière que deux états $q$ et $s$ appartiennent à la même sous-classe si, pour toute entrée $x$, les états $t_x(q)$ et $t_x(s)$ appartiennent à la même classe $E_j$ (pouvant dépendre de $x$).
339
340 L'ensemble des sous-classes obtenues constitue la partition correspondant à la relation $\mathcal{R}_{k+1}$
341 \item Répéter l'étape précédente jusqu'à ce que $P_{k+1}=P_k$. La relation $\mathcal{R}_k$ est alors l'équivalence de Nérode associée à M.
342 \end{enumerate}
343
344 \begin{Rem}
345 L'étape (3) est nécessairement atteinte, puisque les relations $\mathcal{R}_k$ sont de plus en plus fines.
346
347 Au pire, $P = \{ \{q \} \|q \in E \}$, la relation est l'égalité : ceci signifie que l'automate n'est pas simplifiable.
348 \end{Rem}
349
350
351 \begin{Ex}
352  Un automate de Moore et l'automate simplifié.
353 \scriptsize
354 \begin{center}
355 \unitlength = 0.8mm 
356 \begin{picture}(174,77)(0,-77)
357 \put(0,-77){}
358 \node[NLangle=0.0,Nmarks=i](n24)(12.0,-12.0){1}
359
360 \node[NLangle=0.0](n25)(40.0,-12.0){2}
361
362 \node[NLangle=0.0,Nmarks=r](n26)(68.0,-12.0){3}
363
364 \node[NLangle=0.0,Nmarks=r](n27)(12.0,-36.0){4}
365
366 \node[NLangle=0.0](n28)(68.0,-36.0){7}
367
368 \node[NLangle=0.0,Nmarks=r](n29)(40.0,-60.0){5}
369
370 \node[NLangle=0.0](n30)(68.0,-60.0){6}
371
372 \drawedge[ELdist=2.0](n24,n25){a}
373
374 \drawedge[ELside=r,ELdist=2.0](n24,n27){b}
375
376 \drawedge[ELdist=2.0](n27,n28){b}
377
378 \drawedge[ELside=r,ELdist=2.0](n25,n28){b}
379
380 \drawedge[ELside=r,ELdist=2.0](n26,n28){a}
381
382 \drawedge[ELdist=2.0](n29,n28){a}
383
384 \drawedge[ELdist=2.0](n30,n28){b}
385
386 \drawedge[ELdist=2.0](n27,n29){a}
387
388 \drawedge[ELside=r,ELdist=3.1,syo=1.0,eyo=1.0](n26,n25){ b}
389
390 \drawedge[ELside=r,ELdist=2.0](n25,n26){a}
391
392 \drawedge[ELdist=3.0,syo=1.0,eyo=1.0](n29,n30){ b}
393
394 \drawedge[ELdist=2.0](n30,n29){a}
395
396 \drawloop[ELdist=2.5,loopangle=1.1](n28){a,b}
397
398 \node[NLangle=0.0,Nmarks=i](n31)(96.0,-20.0){1}
399
400 \node[NLangle=0.0,Nmarks=r](n32)(96.0,-52.0){4}
401
402 \node[NLangle=0.0,Nmarks=r](n33)(128.0,-52.0){3,5}
403
404 \node[NLangle=0.0](n34)(128.0,-20.0){2,6}
405
406 \node[NLangle=0.0](n35)(152.0,-36.0){7}
407
408 \drawloop[ELdist=2.0,loopangle=0.0](n35){ a,b}
409
410 \drawedge[ELside=r,ELdist=2.0](n31,n32){b}
411
412 \drawedge[ELdist=2.0](n31,n34){a}
413
414 \drawedge[ELdist=2.0](n32,n33){a}
415
416 \drawedge[ELdist=2.0](n34,n35){b}
417
418 \drawedge[ELdist=2.0](n33,n35){a}
419
420 \drawedge[ELdist=2.0,sxo=1.0,exo=1.0](n34,n33){ a}
421
422 \drawedge[ELdist=2.0](n33,n34){b}
423
424 \drawbpedge[ELside=r,ELdist=2.0](n32,-90,19.99,n35,-89,37.16){b}
425
426 \end{picture}
427 \end{center}
428 \end{Ex}
429
430 \normalsize
431
432 \begin{Exo}
433  On donne un AFD par la table de transition des états suivante :
434 $$\begin{array}{|c||c|c|}
435    \hline
436 t & a & b\\
437 \hline
438 0 & 1 & 2 \\
439 1 & 5 & 3 \\
440 2 & 5 & 1 \\
441 3 & 4 & 5 \\
442 4 & 5 & 4 \\
443 5 & 5 & 5 \\
444 \hline
445 \end{array}$$
446
447 \'Etat initial : 0
448
449 \'Etats d'acceptation : 4
450
451
452 \noindent Cet automate reconnaît le langage défini par l'expression régulière $(a|bb)bab^*$.
453
454 \noindent Appliquer la méthode de l'équivalence de Nérode pour trouver l'automate minimal reconnaissant le langage.
455 \end{Exo}
456
457
458 \begin{Exo}
459 Faire de même avec l'automate de Moore dont la table de transition est :
460 $$\begin{array}{|c||c|c|}
461    \hline
462 t & a & b\\
463 \hline
464 a & a & c \\
465 b & g & d \\
466 c & f & e \\
467 d & a & d \\
468 e & a & d \\
469 f & g & f \\
470 g & g & c \\
471 \hline
472 \end{array}
473 $$
474 \end{Exo}
475
476
477 \section{Méthode du dual}
478
479 \subsection{Dual d'un automate}
480
481 Soit $M = (E,I,t,S,A)$ un automate quelconque (AFD ou AFND).
482
483 \begin{Def}
484 L'automate dual de $M$ est l'automate $M^{-1} = (E,I,t',A,S)$, où $t'$ est la relation sur $E$ obtenue en renversant toutes les flèches sur le graphe de $M$, c'est-à-dire si $R' \subset (E \times I) \times E$ est le graphe de la relation $t'$, alors que le graphe de $t$ est $R$, on a
485 $$((e,i),e') \in R' \Longleftrightarrow ((e',i),e) \in R$$
486 \end{Def}
487
488 Il est clair que $M$ reconnaît un mot $w \in I^*$ si et seulement si $M^{-1}$ reconnaît le mot $w^{-1}$ (si $w = a_1 a_2 \hdots a_n$, alors $w^{-1} = a_n a_{n-1} \hdots a_1$).
489
490 Le dual d'un automate à comportement déterminé n'est pas nécessairement à comportement déterminé.
491
492
493 \subsection{Méthode du dual}
494
495 Soit $M$ un automate de Moore :
496
497 \begin{enumerate}
498  \item Construire l'automate dual $M^{-1}$ de $M$.
499  \item Appliquer la construction par sous-ensembles à $M^{-1}$ pour le transformer en automate $M'$ de Moore.
500  \item Construire le dual ${M'}^{-1}$ de $M'$.
501  \item Appliquer la construction par sous-ensemble à ${M'}^{-1}$ pour obtenir l'automate de Moore $M''$.
502 \end{enumerate}
503
504 L'automate $M''$ est l'automate minimal tel que $\mathcal{L}(M'') = \mathcal{L}(M)$.
505
506
507
508 \begin{Exo}
509  On donne un AFD par la table de transition des états suivante :
510 $$\begin{array}{|c||c|c|}
511    \hline
512 t & a & b\\
513 \hline
514 0 & 1 & 2 \\
515 1 & 3 & 4 \\
516 2 & 3 & 4 \\
517 3 & 5 & 6 \\
518 4 & 5 & 6 \\
519 5 & 7 & 8 \\
520 6 & 7 & 8 \\ 
521 7 & 9 & 10 \\
522 8 & 9 & 10 \\
523 9 & 11 & 12 \\
524 10 & 11 & 12 \\ 
525 11 & 1 & 2 \\
526 12 & 1 & 2 \\
527 \hline
528   \end{array}
529 $$
530
531 \'Etat initial : 0
532
533 \'Etats d'acceptation : 0 3 4 5 6 7 8 11 12
534
535
536 \noindent Cet automate reconnaît le langage défini par l'expression régulière $((a|b)^2)^* | ((a|b)^3)^*$.
537
538 \noindent  Appliquer la méthode du dual pour trouver l'automate minimal reconnaissant le langage.
539 \end{Exo}
540
541
542
543 \begin{Exo}
544  On donne un automate non déterministe, à transitions instantannées, par la table de transition suivante :
545 $$\begin{array}{|c||c|c|c|}
546    \hline
547 t & \varepsilon & a & b\\
548 \hline
549 0 & 1,11 &   & \\
550 1 & 2, 7 &   & \\
551 2 &      &   & 3 \\
552 3 & 4, 6 &   & \\
553 4 &      & 5 & \\
554 5 & 4, 6 &   & \\
555 6 & 10   &   & \\ 
556 7 &      & 8 & \\
557 8 &      &   & 9 \\
558 9 & 10   &   & \\ 
559 10 & 22  &   & \\ 
560 11 & 12,14 & & \\
561 12 &     & 13 & \\
562 13 &     &    & \\
563 14 & 17    &    & 15 \\
564 15 &     &    & 16 \\
565 16 &  17   &    & \\
566 17 &     & 18   & \\
567 18 & 19,21    &    & \\
568 19 &     &    & 20 \\
569 20 & 19,21    &    & \\
570 21 &  22   &    & \\
571 22 &     &    & \\
572 \hline
573   \end{array}
574 $$
575
576 \'Etat initial : 0
577
578
579 \'Etat d'acceptation : 22
580
581
582
583 \noindent Cet automate reconnaît le langage défini par l'expression régulière $ba^* | ab | (a | bb) ab^*$.
584
585 \noindent Le déterminiser, puis lui appliquer la méthode de votre choix pour obtenir l'automate minimal reconnaissant le langage.
586 \end{Exo}
587
588
589
590
591
592
593 \begin{Exo}
594  On donne la table de transition suivante pour un automate fini :
595 $$\begin{array}{|c||c|c|}
596 \hline
597    t & a & b \\
598  \hline
599 0 & 1 & 2 \\
600 \hline
601 1 & 3 & 4 \\
602 \hline
603 2 & 5 & 6 \\
604 \hline
605 3 & 1 & 2 \\
606 \hline
607 4 & 7 & 8 \\
608 \hline
609 5 & 7 & 8 \\
610 \hline
611 6 & 1 & 2 \\
612 \hline
613 7 & 9 & 10 \\
614 \hline
615 8 & 10 & 11 \\
616 \hline
617 9 & 7  & 8 \\
618 \hline
619 10 & 10 & 10 \\
620 \hline
621 11 & 7 & 8 \\
622 \hline
623   \end{array}
624 $$
625
626 L'état initial est 0, et les états d'acceptation sont 4, 5, 9 et 11.\\
627
628 \noindent Appliquer à cet automate l'algorithme de votre choix pour obtenir l'automate minimal reconnaissant le même langage (équivalence de Nérode ou dual).
629
630 (L'automate minimal possède 7 états).
631 \end{Exo}
632
633 \section{Synthèse}
634
635 \subsection{Outils}
636
637 \subsubsection{Construction par sous-ensemble}
638
639
640 \begin{description}
641 \item[Domaine d'application : ] Cette méthode s'applique aux automates finis non déterministes. Il est aussi possible de l'utiliser sur un AFD, mais c'est sans intérêt.
642 \item[Résultat : ] Automate reconnaissant le même langage.
643 \item[But : ] Obtenir un AFD reconnaissant le même langage.
644 \item[Autre utilisation : ] Peut permettre d'obtenir l'automate minimal reconnaissant le même langage (méthode du dual).
645 \end{description}
646
647 \subsubsection{\'Equivalence de Nérode}
648
649 \begin{description}
650 \item[Domaine d'application : ] Cette méthode ne s'applique qu'aux automates finis dé\-ter\-mi\-nis\-tes (AFD).
651 \item[Résultat : ] Le quotient de l'automate considéré par l'équivalence de Nérode ; un automate ne reconnaissant généralement pas le même langage.
652 \item[But : ] Simplifier l'automate considéré, si c'est possible, grâce à la méthode des quotients.
653 \end{description}
654
655 \subsection{Méthodes d'optimisation}
656
657 \subsubsection{Méthode des quotients}
658
659 \begin{description}
660 \item[Domaine d'application : ] Cette méthode ne s'applique qu'aux automates finis dé\-ter\-mi\-nis\-tes (AFD).
661 \item[Moyens : ] \'Equivalence de Nérode.
662 \item[Résultat : ] On obtient l'automate minimal reconnaissant le même langage.
663 \end{description}
664
665 \subsubsection{Méthode du dual}
666
667 \begin{description}
668 \item[Domaine d'application : ] Cette méthode ne s'applique qu'aux automates finis dé\-ter\-mi\-nis\-tes (AFD).
669 \item[Moyens : ] Construction par sous-ensembles.
670 \item[Résultat : ] L'automate de Moore minimal reconnaissant le même langage.
671 \item[Efficacité : ] \'Elégant, mais pas efficace.
672 \end{description}
673
674
675 \gsaut
676 \centerline{\x{Fin du Chapitre}}
677