Là hệ thống phân cấp Chomsky đã lỗi thời?

Hệ thống phân cấp Chomsky (mậtSchützenberger) được sử dụng trong sách giáo khoa khoa học máy tính lý thuyết, nhưng rõ ràng nó chỉ bao gồm một phần rất nhỏ các ngôn ngữ chính thức (REG, CFL, CSL, RE) so với Sơ đồ sở thú phức tạp đầy đủ . Hệ thống phân cấp có đóng vai trò nào trong nghiên cứu hiện tại nữa không? Tôi chỉ tìm thấy một ít tài liệu tham khảo về Chomsky ở đây tại cstheory.stackexchange, và trong Zooity Zoo , tên Chomsky và Schützenberger hoàn toàn không được đề cập.

Là nghiên cứu hiện tại tập trung hơn vào các phương tiện mô tả khác nhưng ngữ pháp chính thức? Tôi đang tìm kiếm các phương pháp thực tế để mô tả các ngôn ngữ chính thức với tính biểu cảm khác nhau, và tình cờ phát triển ngôn ngữ nhạy cảm ngữ cảnh (GCSL) và ngôn ngữ đẩy xuống rõ ràng (VPL), cả hai đều nằm giữa các ngôn ngữ Chomsky cổ điển. Không nên cập nhật hệ thống phân cấp Chomsky để bao gồm chúng? Hoặc không có việc sử dụng lựa chọn một hệ thống phân cấp cụ thể từ tập hợp đầy đủ các lớp phức tạp? Tôi đã cố gắng chỉ chọn những ngôn ngữ có thể phù hợp với những khoảng trống của hệ thống phân cấp Chomsky, theo như tôi hiểu:

REG (= Chomsky 3) VPL DCFL CFL (= Chomsky 2) ⊊ GCSL CSL (= Chomsky 1) R ⊊ RE

Tôi vẫn không hiểu được "ngôn ngữ nhạy cảm ngữ cảnh" và "ngôn ngữ được lập chỉ mục" phù hợp (ở đâu đó giữa CFL và CSL) mặc dù dường như có liên quan thực tế để xử lý ngôn ngữ tự nhiên (nhưng có lẽ mọi thứ liên quan thực tế đều ít thú vị hơn trong nghiên cứu lý thuyết ;-). Ngoài ra, bạn có thể đề cập đến GCSL ⊊ P NP ⊂ PSPACE và CSL PSPACE R để hiển thị mối quan hệ với các lớp P và NP nổi tiếng.

Tôi đã tìm thấy trên GCSL và VPL:

• Robert McNaughton: Chèn vào hệ thống phân cấp Chomsky?. Trong: Đồ trang sức là mãi mãi, những đóng góp về khoa học máy tính lý thuyết để vinh danh Arto Salomaa. S. 204-212, 1999
• http://en.wikipedia.org/wiki/Nested_word#References (VPL)

Tôi cũng rất vui nếu bạn biết thêm bất kỳ sách giáo khoa nào gần đây về các ngữ pháp chính thức cũng liên quan đến VPL, DCLF, GCSL và các ngữ pháp được lập chỉ mục, thích hợp hơn với các con trỏ cho các ứng dụng thực tế.

Từ những gì tôi đã thấy trong cộng đồng Xử lý ngôn ngữ tự nhiên, ngữ pháp chính thức à la Chomsky không còn được sử dụng nhiều nữa. Họ (cũng) nghĩ rằng Hệ thống phân cấp Chomsky đã lỗi thời so với ngôn ngữ mô hình.

Vị trí của nó là những thứ như quy tắc viết lại (thuật toán Lars), mô hình phụ thuộc (Dan Klein), Ngữ pháp thay thế cây (mô hình DOP), Ngữ pháp nhị phân (Alex Clark).

Tóm lại: có.

Đặc biệt hơn: Chomsky là một trong những người đầu tiên chính thức hóa một hệ thống phân cấp liên quan đến ngôn ngữ, ngữ pháp và automata. Cái nhìn sâu sắc này vẫn rất phù hợp và được dạy trong tất cả các khóa học giới thiệu về lý thuyết automata. Tuy nhiên, hệ thống phân cấp cụ thể Chomsky đã đưa ra và tên cho các yếu tố của hệ thống phân cấp không thực sự quan trọng nữa. Kể từ đó, chúng tôi đã phát minh ra nhiều hình thức nằm giữa các cấp bậc của Chomsky, trên nó hoặc dưới nó. Và những cái tên mà Chomsky sử dụng không đặc biệt thú vị, tức là chúng không dựa trên một thước đo thú vị về độ phức tạp hay bất cứ thứ gì, chúng chỉ là những con số. Các ngôn ngữ nhạy cảm ngữ cảnh nhẹ nên là Type-1.5 hay Type-1.7 hay Type-1.3? Ai quan tâm. "Nhạy cảm bối cảnh nhẹ" là một tên nhiều thông tin hơn.

Sở thú phức tạp có một chút khác biệt bởi vì nó có đầy đủ các loại tương đương có điều kiện và tương tự. Một hệ thống phân cấp hiện đại hơn cho lý thuyết automata sẽ không phải là tuyến tính (ví dụ, so sánh CFG với PEG) nhưng nó vẫn sẽ có một cấu trúc liên kết nổi tiếng. Để có được một viễn cảnh về lý thuyết automata hiện đại, bạn nên xem xét công việc trên các thư viện kết hợp bộ phân tích cú pháp và một số nội dung về lý thuyết hợp nhất và loại (mặc dù cả hai đều phân nhánh xa).

Nếu bất cứ điều gì trong TCS đã lỗi thời, thì đó là hệ thống phân cấp bao gồm các tập hợp nhỏ của các lớp phức tạp đã được biết đến / được coi là thú vị vào năm 1956.

Nghỉ ngơi trong hòa bình, Chomsky HVELy, và có thể bạn ám ảnh chương trình giảng dạy lý thuyết chưa tốt nghiệp.

Nếu bạn xem xét Phân cấp của Chomsky với các tên "hiện đại" (ví dụ: REG, LIN, CFL, CSL, RE resp. DFA / NFA, PDA, LBA, TM), tôi nói: Không, nó không bị lỗi thời!

Lý do 0 : Vẫn đúng theo nghĩa là các định nghĩa và kết quả của nó không mâu thuẫn với kiến ​​thức mới hơn.

Lý do 1 : Những lớp học / mô hình tính toán này vẫn là những người đầu tiên bạn dạy - bởi vì chúng đơn giản và được nghiên cứu kỹ lưỡng. Hãy thử dạy tự động LR cho một sinh viên chưa tốt nghiệp mà không bao gồm DFA / DPDA trước.

Lý do 2 : Các lớp vẫn là điểm chuẩn đầu tiên / chính cho các phát minh mới (tôi đã đọc lướt qua một bài báo về nhiều CFG, tất nhiên, cho biết: nhiều hơn CFG, ít hơn CSG). Đó có thể là một phần vì họ được dạy đầu tiên, mà còn vì họ là đơn giản và cũng được nghiên cứu.

Anti-Lý do 3 : Kết quả không quá hạn sử dụng chỉ vì lớp mới / mô hình đã được tìm thấy. Họ giữ giá trị của họ như là những điều cơ bản của lĩnh vực mặc dù chúng không được sử dụng tích cực trên biên giới nghiên cứu.

Tôi nghĩ rằng nó phụ thuộc vào mô hình tính toán. Nếu bạn xem xét hữu hạn / đẩy xuống / vv. automata như một mô hình tính toán, sau đó hệ thống phân cấp Chomsky trở nên quan trọng (xem ví dụ về cuốn sách của Sipser). Mặt khác, nó đóng một vai trò nhỏ trong mô hình tính toán Turing.

Hình minh họa sau đây có thể hữu ích:

Chỉnh sửa: Ngôn ngữ chính thức đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế ngôn ngữ máy tính (như Java) và trình biên dịch, cũng như trong xử lý ngôn ngữ tự nhiên (NLP).