NFA:n täysi muoto on Finite Automata ja DFA tarkoittaa Deterministic Finite Automata. Molemmat termit kuuluvat aiheeseen nimeltä Automaattiteoria, kuten niiden nimet antavat ymmärtää. Automaattiteoria kertoo yksinkertaisella kielellä, kuinka kone toimii, eli mitä loogisia vaiheita se noudattaa päästäkseen päätökseen laskelmasta, jota se oli annettu toimia.
Näin ollen tässä aiheessa molemmat annetuista termeistä, NFA ja DFA ovat itse asiassa malleja, jotka auttavat meitä tuntemaan ja kartoittamaan koneen toiminnan. On kuitenkin tärkeää huomata, että molemmat mallit auttavat meitä ymmärtämään enimmäkseen yksinkertaisia malleja, koska monimutkaisten prosessien ja algoritmien toiminnan kartoitus on vaikeaa.
Näiden mallien päätarkoitus on näyttää prosessin kussakin vaiheessa tapahtuva siirtymä. Tämä tarkoittaa, että jokaisessa vaiheessa on mahdollisuus siirtyä toiseen tilaan tai pysyä nykyisessä tilassa seuraavassa vaiheessa. Tätä mallit osoittavat.
NFA vs DFA
Ero NFA:n ja DFA:n välillä on se, että NFA:ssa on monia polkuja, joilla tietystä tilasta pääsee toiseen osavaltioon, mutta DFA:ssa tietystä tilasta on vain yksi polku.
NFA:n ja DFA:n vertailutaulukko
| Vertailuparametrit | NFA | DFA |
| Määritelmä | NFA on siirtymäkaavio, jossa on useampi kuin yksi tapa siirtyä tilasta toiseen. | DFA on siirtymäkaavio, jossa on yksi tapa siirtyä tilasta toiseen. |
| Olemassaolo | NFA on todella olemassa. | DFA on teoreettinen käsite. |
| Johtaminen | NFA on itsenäinen. | DFA on johdannainen NFA:sta. |
| Rakentamisen helppous | NFA on helppo rakentaa. | DFA on suhteellisen vaikea rakentaa. |
| Seuraavien valtioiden lukumäärä | Seuraavien tilojen lukumäärä on yksi. | Seuraavien tilojen lukumäärä voi olla nolla, yksi tai useampi. |
Mikä on NFA?
NFA:n täysi muoto on Finite Automata. Se on käsite automaatioteoriassa. Sen esittelivät ensimmäisen kerran vuonna 1959 Michael O. Rabin ja Dana Scott. NFA:n perustoiminta on se, että syötetään joukko symboleja ja kone jäsentää ne yksitellen. Jokaisen symbolin kohdalla kone on tietyssä tilassa. Vastaanotettuaan tietyn symbolin se siirtyy toiseen tilaan.
Kun symbolit ovat loppuneet eikä muuta symbolia ole jäljellä, koneen tila merkitään muistiin. Voi olla yksi tai useampi ennalta määritetty lopputila. Jos todellinen lopputila vastaa jotakin ennalta määrätyistä lopputiloista, sanotaan, että kieli on yhteensopiva kyseisen automaatin kanssa.
Epädeterministisen äärellisen automaatin tapauksessa on useita asioita, jotka pidämme mielessä. Tärkeimpiä ovat, että NFA:ssa meillä on useita tapoja siirtyä osavaltiosta toiseen. Siirtymiä ei voida määrittää yksiselitteisesti niiden syöttösymboleilla. Perääntyminen voidaan kuitenkin sallia tai ei.
Toinen hyvin näkyvä NFA:n piirre on tyhjien siirtymien olemassaolo. Tyhjällä siirrolla tarkoitamme, että automaatit eivät ehkä kuluta symbolia, mutta silti siirtyvät tilasta toiseen tämän tyhjän tilan siirtymän olemassaolon vuoksi. Epädeterministiset äärelliset automaatit ovat helpompia rakentaa ja vievät hyvin vähän tilaa. Mutta vaikka DFA:lla on niin monia etuja, NFA:t kuluttavat enemmän aikaa samanlaisen toiminnon ratkaisemiseen kuin mitä DFA vaatisi.
Mikä on DFA?
DFA tarkoittaa determinististä äärellistä automaattia. Samoin kuin NFA, se on myös termi, jota käytetään automaattiteoriassa, joka toimii noudattamalla melkein samaa mekanismia kuin epädeterministinen äärellinen automaatio. Se ottaa vastaan merkkijonon ja jäsentää ne peräkkäin. Siellä on ennalta määrätyt lopputilat. Jos jäsentämisen jälkeen saavutettu lopullinen tila on ennalta määritetyn lopputilan joukossa, sanomme, että DFA hyväksyy merkkijonon, muuten sanomme, että se ei hyväksy sitä.
Tärkeintä on kuitenkin tietää, että DFA:ta ei ole olemassa todellisuudessa, ja se on vain teoreettinen käsite. DFA on itse asiassa johdettu NFA:sta, joten kaikki DFA:t ovat NFA:ita, mutta kaikki NFA:t eivät ole DFA:ita. DFA:n tärkein ominaisuus on, että on vain yksi tapa päästä tilasta toiseen, eikä siinä ole nollatilasiirtymiä, ja vaikka paluumatka voi olla sallittua tai ei ehkä sallittua NFA:ssa, se on aina läsnä DFA:ssa..
Koska nollatilasiirtymä ja useita tilapolkuja puuttuvat, on selvää, että jokaista tulosymbolia vastaava tilasiirtymä on olemassa. DFA:ita on vaikeampi rakentaa ainutlaatuisen polun kysynnän vuoksi ja se vie myös paljon tilaa. DFA:ssa menee kuitenkin paljon vähemmän aikaa ongelman ratkaisemiseen verrattuna NFA:hin.
Tärkeimmät erot NFA:n ja DFA:n välillä
Johtopäätös
Koneiden toiminnan ymmärtäminen on tärkeä osa osaamista rakentaa tulevaisuuden teknologioita ja valmistaa räätälöityjä koneita ja laitteita, jotka sopivat paremmin tiettyyn työhön. Se myös auttaa meitä tietämään, mitä optimointeja meidän tulisi tehdä ohjelmistoille, jotta ne voisivat toimia tehokkaammin olemassa olevan laitteiston kanssa.
Vaikka DFA on vain käsitteellinen termi, sen ymmärtäminen on tärkeää, sillä sen perusteella pystymme ymmärtämään monia muita erilaisia NFA:ita, erilaisia kuin siitä, mistä sen johdimme.
