A universal context-free grammar

In this report we show that, for each alphabet Σ, there exists a context-free grammar G which satisfies the property that for each context-free language L ⊆ Σ* a regular control set C can be found such that LC(G) = L

Program schemes with deep pushdown storage.

Inspired by recent work of Meduna on deep pushdown automata, we consider the computational power of a class of basic program schemes, TeX, based around assignments, while-loops and non- deterministic guessing but with access to a deep pushdown stack which, apart from having the usual push and pop instructions, also has deep-push instructions which allow elements to be pushed to stack locations deep within the stack. We syntactically define sub-classes of TeX by restricting the occurrences of pops, pushes and deep-pushes and capture the complexity classes NP and PSPACE. Furthermore, we show that all problems accepted by program schemes of TeX are in EXPTIME

An infinite hierarchy of language families generated by scattered context grammars with n-limited derivations

AbstractThis paper introduces scattered context grammars without erasing productions, in which an application of a production always occurs within the first n nonterminals of the current sentential form. It demonstrates that this restriction gives rise to an infinite hierarchy of language families each of which is properly included in the family of context-sensitive languages. In addition, it proves analogous results for unordered scattered context grammars. Some consequences of these results are derived and open problems formulated

Descriptional Succinctness of Some Grammatical Formalisms for Natrual Language

We investigate the problem of describing languages compactly in different grammatical formalisms for natural languages. In particular, the problem is studied from the point of view of some newly developed natural language formalisms like linear control grammars (LCGs) and tree adjoining grammars (TAGs); these formalisms not only generate non-context-free languages that capture a wide variety of syntactic phenomena found in natural language, but also have computationally efficient polynomial time recognition algorithms. We prove that the formalisms enjoy the property of unbounded succinctness over the family of context-grammars, i.e. they are, in general, able to provide more compact representations of natural languages as compared to standard context-free grammars

Parsing Based on State Grammars

Tato práce popisuje vlastnosti stavových gramatik a n-limitovaných stavových gramatik s důrazem na nedeterminismus v analýze takových gramatik. Zejména se zaměřuje na problémy způsobené povolením vymazávacích pravidel a možných výskytů rekurze. Na základě analýzy těchto problémů nabízí možná řešení, která jsou posléze uplatněna při návrhu prakticky zaměřené metody paralelní syntaktické analýzy. Tato metoda je výrazně rychlejší, než sekvenční analýza s návratem.This work describes the characteristics of state grammars and n-limited state grammars with a focus on non-determinism in a parsing proccess based on such grammars. In particular, it focuses on the problems caused by enabling erasing productions or by possible occur of recursion. This work also describes possible solutions to non-deterministic problems, which are used in the design of a parallel parsing method. This method is significantly faster than sequence analysis based on backtracking.

Canonical Derivations in Programmed Grammars

V této práci jsou studovány kanonické derivace (se zaměřením na nejlevější derivace) v programovaných gramatikách a rozsah levého omezení. Je ukázáno, že zavedením n-limitovaných derivací v programovaných gramatikách tak, jako byly zavedeny pro stavové gramatiky, dostaneme nekonečnou hierarchii jazykových tříd vyplývající z n-limitovaných programovaných gramatik, takže rozsah levého omezení ovlivňuje generativní sílu n-limitovaných programovaných gramatik. Tento výsledek má význam pro syntaktickou analýzu založenou na programovaných gramatikách.This work studies canonical derivations (with focus on leftmost derivations) in programmed grammars and left restriction range. It is shown that if we introduce n-limited derivations in programmed grammars as they were defined for state grammars, we get an infinite hierarchy of language families resulting from n-limited programmed grammars, so the left restriction range affects the generative power of n-limited programmed grammars. This result is significant for syntactical analysis based on programmed grammars.

Prefix Restriction of Regulated Grammar Systems

Tato práce studuje gramatické systémy, jejichž komponenty používají pravidla, která mají na levé straně ne jeden neterminál, ale řetězec neterminálů. Práce u těchto gramatických systémů zavádí tři omezení derivace. První vyžaduje, aby k derivaci v každé větné formě došlo v rámci prvních l symbolů v prvním spojitém bloku neterminálů. Druhé omezení definuje derivaci pro větné formy, které obsahují nejvýše m spojitých bloků neterminálů. Třetí omezení rozšiřuje druhé o podmínku, že každý takový blok může být nejvýše délky h. Hlavním výsledkem této práce jsou důkazy o zmenšení generativní síly gramatických systémů u dvou z těchto omezení.This thesis studies grammar systems whose components use sequences of productions whose left-hand sides are formed by nonterminal strings, not just single nonterminals. It introduces three restrictions on the derivations in these grammar systems. The first restriction requires that all rewritten symbols occur within the first l symbols of the first continuous block of nonterminals in the sentential form during every derivation step. The second restriction defines derivations over sentential forms containing no more than m continuous blocks of nonterminals. The third restriction extends the second in the way that each sequence of nonterminals must be of length h or less. As its main result, the thesis demonstrates that two of these restrictions decrease the generative power of grammar systems.

Context-free grammars with graph control

Context-free grammars with graph control provide a general framework for the various types of context-free grammars with regulated rewriting. The vertices or edges of the directed graph are labeled with the productions of the grammar. The only strings in the language generated by the grammar are those whose derivations correspond to labeled paths in the graph. Inclusion relations among the various classes of context-free grammars with regulated rewriting such as programmed grammars (without failure fields), matrix grammars, periodically time-variant grammars, state grammars, and grammars with regular control are easily obtained and the graph provides insight into the nature of the restriction. Adding negative context to context-free grammars with graph control, we obtain a class of grammars equivalent to the context-free programmed grammars

Parsing Based on Deep Pushdown Automata

Tato práce se zaobírá syntaktickou analýzou s použitím hlubokých zásobníkových automatů. Po teoretické stránce jsou definováný hluboké zásobníkové automaty, veškeré potřebné teoretické pojmy a následně je rozebrána implementace těchto hlubokých zásobníkových automatů zasazených do výukového programu pro studenty.This thesis is concerning with syntax analysis based on deep pushdown automata. In theoretical part are defined themselves deep pushdown automata, all the necessary theoretical concepts and then is discussed the implementation of these deep pushdown automata embedded in the educational program for students.

Path-Controlled Grammars

Tato diplomová práce se zabývá cestami řízenými gramatikami, gramatikami, které kladou omezení na cesty v derivačním stromě bezkontextové gramatiky. Cílem této diplomové práce je tvorba algoritmu pro převod mezi cestami řízenými gramatikami a stavovými gramatikami, což je jiný typ řízené gramatiky. Dalším cílem je na základě tohoto převodního algoritmu studovat vyjadřovací sílu cestami řízených gramatik. Převodní algoritmus je naimplementován v C++ a testován na sadě cestami řízených gramatik. Složitost algoritmu, jak časová, tak prostorová, je diskutována. Také nástroj pro syntaktickou analýzu cestami řízených gramatik je naimplementován. Složitost této analýzy je také diskutována.This thesis deals with path-controlled grammars, which are grammars that place restrictions on the paths in a derivation tree of a context-free grammar. The goal of this thesis is to create an algorithm for conversion between the path-controlled grammars and the state grammars, which is a di erent type of regulated grammars. Another goal is to study the generative power of path-controlled grammars based on the conversion algorithm. The conversion algorithm is implemented and tested on a number of path-controlled grammars. Also, its complexity is discussed. Finally, a parsing tool for path-controlled grammars is implemented. Complexity of this tool is analyzed as well.