Alternative Versions of Deep Pushdown Automata and Their Applications

Náplňou tejto práce je návrh nových verzií hlbokých zásobníkových automatov, ich následná analýza a~aplikácia v~informatike. V~práci predstavujem dve nové verzie automatov. Moje modifikácie hlbokých zásobníkových automatov spočívajú v~pridaní paralelného spracovávania expanzných prechodov. Prvá verzia sa líši od druhej tým, že počet expanzných prechodov v~každom paralelnom kroku môže byť premenlivý. Pre vytvorené verzie som navrhol algoritmy, pomocou ktorých je možné previesť dané verzie na základné hlboké zásobníkové automaty. Ďalej som vytvoril aj algoritmy pre prevod základných hlbokých zásobníkových automatov späť na tieto nové verzie. Navrhnuté alternatívy hlbokých zásobníkových automatov sú vďaka paralelizmu rýchlejšie ako ich základná verzia. Ich analýzou som zistil, že ich vyjadrovacia sila je rovná sile základnej verzie hlbokých zásobníkových automatov. Pre jednoduchý prevod medzi automatmi som naprogramoval konzolovú aplikáciu, ktorá implementuje navrhnuté algoritmy prevodov. Riešenie tejto práce dovoľuje namiesto návrhu základného hlbokého zásobníkového automatu navrhnúť jeho paralelnú verziu, čo môže viesť k rýchlejšiemu a~jednoduchšiemu návrhu. Navrhnuté riešenie je potom možné jednoducho algoritmom previesť späť na základnú verziu. Navrhnuté alternatívy hlbokých zásobníkových automatov sú vďaka paralelizmu rýchlejšie ako ich základná verzia. Ich analýzou som zistil, že ich vyjadrovacia sila je rovná sile základnej verzie hlbokých zásobníkových automatov. Pre jednoduchý prevod medzi automatmi som naprogramoval konzolovú aplikáciu, ktorá implementuje navrhnuté algoritmy prevodov. Riešenie tejto práce dovoľuje namiesto návrhu základného hlbokého zásobníkového automatu navrhnúť jeho paralelnú verziu, čo môže viesť k rýchlejšiemu a~jednoduchšiemu návrhu. Navrhnuté riešenie je potom možné jednoducho algoritmom previesť späť na základnú verziu.The goal of this thesis is to design new versions of deep pushdown automata, their analysis and aplication in informatics. In this thesis I present two new versions of automata. The idea behind modificatons is to add parallel processing of expansive transitions. The first version differs from second one by variable number of expansive transitions in each parallel step. For each new version I have created algorithms, which can be used to convert these versions to basic deep pushdown automata. Furhtermore I have created algorithms for converting basic deep pushdown automata back to these new versions. Proposed alternative versions of deep pushdown automata are faster than their basic version thanks to the paralelism. Through their analysis I have found out that their strength is same as strength of basic deep pushdown automata. For easier conversion between automata I have programmed console application, which implements proposed conversion algorithms. Solution of this thesis allows designing parallel version of deep pushdown automaton instead of basic deep pushdown automaton, that can result in faster and more efective design. Created automaton then can be easily converted via algorithm to basic version.