الشكل الكامل لـ NFA هو Finite Automata و DFA يعني الأوتوماتا المحددة المحددة. ينتمي كلا المصطلحين إلى موضوع يسمى نظرية الأوتوماتا ، كما تدل أسمائهم. في لغة بسيطة ، تخبرنا نظرية الأوتوماتا عن كيفية عمل الآلة ، أي ما هي الخطوات المنطقية التي تتبعها للوصول إلى نتيجة عملية حسابية أُعطيت للعمل عليها.
وبالتالي ، في هذا الموضوع ، فإن كلا المصطلحين المعينين ، NFA و DFA هما في الواقع نموذجان يساعداننا في معرفة وتعيين طريقة عمل الجهاز. ومع ذلك ، من المهم ملاحظة أن كلا النموذجين يساعداننا في فهم النماذج البسيطة في الغالب ، حيث إن تخطيط عمليات العمليات والخوارزميات المعقدة أمر صعب.
الغرض الرئيسي من هذه النماذج هو إظهار الانتقال الذي تمر به العملية في كل خطوة. هذا يعني ، في كل مرحلة ، أن هناك خيارًا للذهاب إلى حالة أخرى أو البقاء في الحالة الحالية في الخطوة التالية. هذا ما تظهره النماذج.
NFA مقابل DFA
الفرق بين NFA و DFA هو أنه في NFA هناك العديد من المسارات للذهاب إلى حالة أخرى من دولة معينة ، ومع ذلك ، في DFA هناك مسار واحد فقط للذهاب إليه من حالة معينة.
جدول المقارنة بين NFA و DFA
| معلمات المقارنة | NFA | DFA |
| تعريف | NFA هو مخطط الانتقال حيث توجد أكثر من طريقة للانتقال من حالة إلى أخرى. | DFA هو الرسم التخطيطي الانتقالي حيث توجد طريقة واحدة للانتقال من حالة إلى أخرى. |
| وجود | NFA موجود بالفعل. | DFA هو مفهوم نظري. |
| الاشتقاق | NFA مستقلة. | DFA هو اشتقاق من NFA. |
| سهولة البناء | NFA سهل البناء. | من الصعب نسبيًا إنشاء DFA. |
| عدد الدول التالية | عدد الحالات التالية واحد. | يمكن أن يكون عدد الحالات التالية صفرًا أو واحدًا أو أكثر. |
ما هو NFA؟
الشكل الكامل لـ NFA هو Finite Automata. إنه مفهوم في نظرية الأوتوماتا ، تم تقديمه لأول مرة في عام 1959 من قبل مايكل و. رابين ودانا سكوت. يتمثل العمل الأساسي لـ NFA في المكان الذي توجد فيه مجموعة من الرموز التي يتم إدخالها ثم يقوم الجهاز بتحليلها واحدة تلو الأخرى. لكل رمز ، الجهاز في حالة معينة. عند تلقي رمز معين ، ينتقل إلى حالة أخرى.
عندما يتم استنفاد الرموز وعدم وجود أي رمز آخر ، يتم ملاحظة الحالة التي يوجد بها الجهاز. يمكن أن يكون هناك حالة نهائية محددة مسبقًا أو أكثر. إذا كانت الحالة النهائية الفعلية تتوافق مع إحدى الحالات النهائية المحددة مسبقًا ، فإننا نقول إن اللغة متوافقة مع تلك التلقائية.
في حالة Nondeterministic Finite Automata ، هناك العديد من الأشياء التي نضعها في الاعتبار. أهمها أنه في NFA ، لدينا طرق متعددة للانتقال من دولة إلى أخرى. لا يمكن تحديد الانتقالات بشكل فريد من خلال رموز الإدخال الخاصة بهم. التراجع ومع ذلك قد يكون أو لا يسمح.
الميزة البارزة الأخرى لـ NFA هي وجود انتقالات فارغة. من خلال الانتقال الفارغ ، فإننا نعني أن الأوتوماتا قد لا تستهلك رمزًا ، ولكنها لا تزال تنتقل من حالة إلى أخرى بسبب وجود هذا الانتقال الفارغ للحالة. تعتبر الأوتوماتيكية المحدودة غير الحتمية أسهل في البناء وتحتل مساحة صغيرة جدًا. ولكن ، على الرغم من وجود العديد من مزايا DFAs ، فإن NFAs تستهلك وقتًا أطول لحل عملية مماثلة مما قد يستغرقه DFA.
ما هو DFA؟
DFA تعني آليًا محددًا محددًا. على غرار NFA ، فهو أيضًا مصطلح يستخدم في نظرية الأوتوماتا ، والتي تعمل من خلال اتباع نفس الآلية التي تتبعها Nondeterministic Finite Automata. يأخذ سلسلة من الرموز ويحللها واحدة تلو الأخرى. هناك حالات نهائية محددة مسبقًا. إذا كانت الحالة النهائية التي تم الوصول إليها ، بعد اكتمال التحليل ، في مجموعة الحالة النهائية المحددة مسبقًا ، فإننا نقول إن السلسلة مقبولة من قِبل DFA ، وإلا نقول إنها لا تقبلها.
ومع ذلك ، فإن أهم شيء يجب معرفته هو أن DFA غير موجود في الواقع ، وهو مجرد مفهوم نظري. مشتق DFA في الواقع من NFA ، وبالتالي فإن جميع DFAs هي NFAs ، لكن جميع NFAs ليست DFAs. تتمثل أهم خصائص DFA في أنه توجد طريقة واحدة فقط للانتقال من حالة إلى أخرى ، ولا توجد انتقالات حالة فارغة ، وبينما قد يُسمح أو لا يُسمح بالتراجع في NFA ، فهو موجود دائمًا في DFA.
نظرًا لوجود نقص في انتقال الحالة الفارغة ومسارات الحالة المتعددة ، فمن الواضح أن هناك انتقالًا للحالة يتوافق مع كل رمز إدخال. يصعب إنشاء DFAs ، نظرًا للطلب على مسار فريد ويشغل مساحة كبيرة أيضًا. ومع ذلك ، تستغرق DFAs وقتًا أقل بكثير لإنجاز مشكلة ما مقارنة بـ NFAs.
الاختلافات الرئيسية بين NFA و DFA
استنتاج
يعد فهم كيفية عمل الآلات جزءًا مهمًا من معرفة كيفية بناء التقنيات المستقبلية وكيفية تصميم الآلات والأجهزة التي تناسب بشكل أفضل وظيفة معينة. يساعدنا أيضًا في معرفة التحسينات التي يجب أن نقدمها للبرنامج حتى يتمكنوا من العمل بكفاءة أكبر مع الأجهزة الموجودة مسبقًا.
على الرغم من أن DFA هو مجرد مصطلح مفاهيمي ، فمن المهم أن نفهم ، لأنه بناءً على ذلك يمكننا فهم العديد من الأنواع المختلفة من NFAs ، والتي تختلف عن النوع الذي اشتقناه منه.
