基于范畴论的形式语言模型建模方法研究.pdf

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1、第３２卷第４期计算机应用与软件Ｖｏｌ．３２Ｎｏ．４２０１５年４月ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＳｏｆｔｗａｒｅＡｐｒ．２０１５基于范畴论的形式语言模型建模方法研究１２２苗德成奚建清苏锦钿１（韶关学院数学与信息科学学院广东韶关５１２００５）２（华南理工大学计算机科学与工程学院广东广州５１０６４０）摘要形式语言模型转换的语义一致性与其形式系统完备性分析是当前形式语言理论尚未有效解决的难题。针对形式语言模型的应用需求与研究现状，建立形式文法模型及其形式语言模型，应用范畴论方法构建具有普适意义的形式文法模型范畴与形式语言模型范畴。在形式语言族

2、模型的形式化理论框架内，用与特定形式语言无关的范畴论方法研究形式语言模型转换的语义一致性。初步分析形式系统的完备性，通过与形式语言理论主要研究方法的比对论证了范畴论方法的优势，为形式语言模型的范畴论方法研究提供一个便利、高效的形式化理论框架。关键词模型形式语言范畴论语义一致性完备性中图分类号ＴＰ３０１文献标识码ＡＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００-３８６ｘ．２０１５．０４．００５ＯＮＦＯＲＭＡＬＬＡＮＧＵＡＧＥＳＭＯＤＥＬＬＩＮＧＭＥＴＨＯＤＢＡＳＥＤＯＮＣＡＴＥＧＯＲＹＴＨＥＯＲＹ１２２ＭｉａｏＤｅｃｈｅｎｇＸｉＪｉａｎｑｉｎｇＳｕＪｉ

3、ｎｄｉａｎ１（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｈｅｍａｔｉｃｓａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ，ＳｈａｏｇｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｏｇｕａｎ５１２００５，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）２（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＳｅｍａｎｔｉｃｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｆｏｒｍａｌｌａｎｇｕａｇｅｓｍｏｄｅｌｓａｎｄｃｏｍｐｌｅ

4、ｔｅｎｅｓｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆｆｏｒｍａｌｓｙｓｔｅｍｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｄｂｙｔｈｅｓｅｆｏｒｍａｌｌａｎｇｕａｇｅｓｍｏｄｅｌｓａｒｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｎｏｔｂｅｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｓｏｌｖｅｄｙｅｔｉｎｃｕｒｒｅｎｔｆｏｒｍａｌｌａｎｇｕａｇｅｓｔｈｅｏｒｙ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｄｅｍａｎｄｓａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓｏｆｆｏｒｍａｌｌａｎｇｕａｇｅｓｍｏｄｅｌｓ，ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｗｅｂｕｉｌｄｔｈｅｆｏｒｍａｌｇｒａｍｍａｒｍｏｄｅｌａｎｄｔｈｅｆｏｒｍａｌｌａｎｇｕａｇｅｓｍｏｄｅｌ

5、ｂａｓｅｄｏｎｉｔ，ａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｔｈｅｃａｔｅｇｏｒｉｅｓｏｆｆｏｒｍａｌｇｒａｍｍａｒｍｏｄｅｌａｎｄｆｏｒｍａｌｌａｎｇｕａｇｅｓｍｏｄｅｌｗｉｔｈｕｎｉｖｅｒｓａｌｉｔｙｂｙｕｓｉｎｇｃａｔｅｇｏｒｙｔｈｅｏｒｙ．Ｗｅａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｔｈｅｓｅｍａｎｔｉｃｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｆｏｒｍａｌｌａｎｇｕａｇｅｓｍｏｄｅｌｓｗｉｔｈｃａｔｅｇｏｒｙｔｈｅｏｒｙａｐｐｒｏａｃｈｂｅｉｎｇｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｏｆｐａｒｔｉｃｕｌａｒｆｏｒｍａｌｌａｎｇｕａｇｅｓｗｉｔｈｉｎｔｈｅｆｒａｍｅｗｏｒｋｏ

6、ｆｆｏｒｍａｌｌａｎｇｕａｇｅｓｆａｍｉｌｙｍｏｄｅｌ，ａｎａｌｙｓｅｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｉｌｙｔｈｅｃｏｍｐｌｅｔｅｎｅｓｓｏｆｆｏｒｍａｌｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｃａｔｅｇｏｒｙｔｈｅｏｒｙａｐｐｒｏａｃｈｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｉｔｗｉｔｈｓｏｍｅｐｒｉｍａｒｙｓｔｕｄｙｍｅｔｈｏｄｓｏｆｆｏｒｍａｌｌａｎｇｕａｇｅｓｔｈｅｏｒｙ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓａｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｔｆｏｒｍａｌｔｈｅｏｒｙｆｒａｍｅｗｏｒｋｆｏｒｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｃａｔｅｇｏｒｙｔｈｅｏｒｙ

7、ａｐｐｒｏａｃｈｏｆｆｏｒｍａｌｌａｎｇｕａｇｅｓｍｏｄｅｌ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＭｏｄｅｌＦｏｒｍａｌｌａｎｇｕａｇｅＣａｔｅｇｏｒｙｔｈｅｏｒｙＳｅｍａｎｔｉｃｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙＣｏｍｐｌｅｔｅｎｅｓｓ体系更为复杂。因此，增强形式语言模型的独立性和抽象表达０引言能力，保持模型转换的语义一致性和有效分析形式系统完备性尤为重要。然而，当前在大型软件系统开发过程中，形式语言模形式语言是计算理论的核心与基础，而形式语言理论的发型转换的语义一致性、形式系统完备性分析等方面还缺乏坚实的理论基础。完善与提升现有形式语言模型解决问题的能力，展则以形式文法为主线展

8、开。形式化软件开发是大型软件系统研发通用、便利、高效的新方法和新技术，成为形式语言理论新设计与实现的必然趋势