Формальні мови: приклади. Знаки формального мови

21 століття — час, коли володіння інформацією є найважливішою конкурентною перевагою в будь-якій сфері. Однак вона не принесе ніякої користі, якщо не виражена мовою, зрозумілою тим, кому призначена або немає перекладача, здатного донести її зміст до адресата. На даний момент на землі проживає близько 2000 народів. Їх відмітною ознакою, перш за все, є мова. Поряд з розмовними (природними) людство створило безліч штучних мов. Кожен з них призначений для вирішення конкретних завдань. До числа таких знакових систем відносяться формальні мови, приклади яких подано нижче.

Визначення

Насамперед, сформулюємо, що таке мова. Під цим словом прийнято розуміти знакову систему, яка використовується для налагодження комунікацій між людьми і пізнання. Основа більшості як штучних, так і природних мов — алфавіт. Він являє собою набір символів, що використовуються для складання слів і фраз. Мова характеризується: набором використовуваних знаків; правилами складання з них «слів», «фраз» і «текстів»; набором правил (синтаксичних, прагматичних і семантичних) використання складених конструкцій.

Характеристики природних мов

Як вже було сказано, всі мови умовно поділяють на штучні і природні. Між ними є безліч розбіжностей.


До природних відносяться розмовні мови. До числа їх характеристик, поряд з іншими належать: неоднозначність більшості слів; існування синонімів та омонімів; наявність кількох назв у одного і того ж предмета; існування винятків з практично всіх правил. Всі ці характеристики є головними відмінностями природних знакових систем від формальних мов. Приклади слів і неоднозначностей висловлювань відомі всім. Так слово «ефір» в залежності від контексту може означати, як речовина, так і радіо - або телемовлення.


При цьому основними функціями розмовних мов є: спілкування; пізнавальна діяльність; вираження емоцій; вплив на співрозмовника (кореспондента, якщо мова йде про листування).

Характеристики штучних мов

Штучні мови створюються людьми для спеціальних цілей або для конкретних груп людей. Однією з основних характеристик штучних мов є однозначна визначеність їх словника, а також правил надання їм значень і утворення виразів.

Формальні мови та граматики

Мова, незалежно від того, чи він є природним і штучним, може існувати лише при наявності набору конкретних правил. При цьому повинно забезпечуватися несуперечливе, компактне і точне відображення відносин і властивостей досліджуваної предметної області. Якщо вони чітко сформульовані, то кажуть, що це формальний мову. Прикладами таких знакових систем є мови програмування, хоча, строго говорячи, вони, скоріше, займають певне проміжне положення (див. далі). Схема побудови формальних знакових система наступна: вибирається алфавіт (сукупність вихідних символів); задаються правила побудови виразів (синтаксис) мови.

Сфера застосування

Формальні мови (приклади: мови логіки, програмування тощо) використовуються у процесі наукових досліджень. Вони краще природних дозволяють представляти знання і є засобом більш об'єктивного і точного обміну інформацією.
До формальних мов відносяться всі відомі системи математичних і хімічних символів, азбука Морзе, нотна грамота і пр. Крім того, широко використовуються формальні мови програмування. Їх бурхливий розвиток почався з середини 20 століття, у зв'язку з появою комп'ютерної техніки.

Мова формальної логіки

В основі будь-якої мови програмування лежить математичний. Він, у свою чергу, спирається на знакову систему формальної логіки. Як наука, логіка була створена Арістотелем. Він же розробив правила перетворення висловлювань, які зберігають їх истинностное значення незалежно від змісту входять в ці висловлювання понять. Формальна логіка бореться з "недоліками" природних мов, пов'язаних з неоднозначністю деяких висловлювань та ін. Для цієї мети операції з думками замінюють діями зі знаками формального мови. Це виключає будь-яку невизначеність і дозволяє точно встановити істинність висловлювання.

Особливості мов програмування

Як вже було сказано, їх з деякими застереженнями можна віднести до класу формальних. З останніми їх об'єднують багато синтаксичні правила, а з природними деякі ключові слова і конструкції. Для створення мови програмування потрібно визначення множини допустимих символів і правильних програм мови і сенсу кожної правильної програми. Якщо з першим завданням можна впоратися засобами формалізації, у випадку останньої ці підходи не працюють. Безліч допустимих символів мов програмування — це знаки, які можна набрати з клавіатури. Вони являють собою першу частину таблиці кодування ASCII.

Граматики

Мови програмування, як і будь-які інші, мають граматику. Під цим терміном розуміють опис способу складання пропозицій. Граматики описуються різними способами. У разі мов програмування вони являють собою правила, які задаються впорядкованими парами ланцюжків символів двох типів: визначальні синтаксичні конструкції і семантичні обмеження. Задаючи граматики, спочатку формально викладають правила побудови синтаксичних конструкцій, а потім задають семантичні на одному з природних мов.
Запис правил у графічному вигляді здійснюється за допомогою спеціальних діаграм. Спочатку такий підхід був застосований при створенні мови Pascal. Однак потім він став широко застосовуватися і в інших.

Класифікація мов програмування

На даний момент їх разом з "діалектами" налічується кілька тисяч. Їх класифікують, як процедурні та декларативні. У мовах першого типу перетворення даних задають за допомогою опису послідовності дій, виконуваних над ними, другого — відносин. Існують і інші класифікації. Наприклад, мови програмування поділяють на функціональні, процедурні, об'єктно-орієнтовані та логічні. Якщо підходити до питання чітко, то жодна класифікація не може бути об'єктивною. Адже значна частина мов програмування володіє можливостями формальних систем відразу декількох типів. З часом межі, швидше за все, будуть стиратися ще більше. Тепер ви зможете відповісти на питання: "Які формальні мови вам відомі?". Вчені продовжують удосконалювати їх, з метою зробити можливими рішення різних практичних і теоретичних завдань, які на даний момент вважаються нерозв'язними.