New Parallel and Regulated Automata and Grammars

Tato práce zkoumá a zavádí čtyři nové jazykové modely se zaměřením na regulované a paralelní verze automatů a gramatik. První z modelů, stavově synchronizované systémy automatů , zavádí systémy složené z konečného počtu zásobníkových automatů jejichž činnost je řízena slovy z řídícího jazyka nad množinou stavů. Druhý model, neomezené hluboké zásobníkové automaty , je variantou hlubokých zásobníkových automatů z nichž bylo sejmuto omezení kladené na hloubku expanze na zásobníku. Třetí model, skákající čisté gramatiky , zavádí skákající gramatiky bez neterminálních symbolů. Poslední model, k#$-přepisující systémy , rozšiřuje #-přepisující systémy o přídavnou zásobníkovou paměť. Text této práce je členěn do tří částí. První část uvádí motivaci k zavedení studovaných jazykových modelů a zasazuje je do kontextu souvisejících oblastí teorie formálních jazyků. Je zde také uveden přehled o celkové organizaci práce, základních pojmů teorie formálních jazyků a současných poznatků souvisejících s předmětem výzkumu. Druhá část tvoří jádro této práce. Jsou v ní formálně definovány všechny nově zavedené jazykové modely a studována jejich vyjadřovací síla. Poslední část uzavírá tuto práci souhrnem získaných teoretických výsledků společně se souvisejícími otevřenými problémy a nastiňuje cesty dalšího výzkumu spolu s výhledy na možná využití.This thesis introduces and studies four new language models with focus on regulation and parallelism in automata and grammars. First, state-synchronized automata systems , present systems consisting of a finite number of pushdown automata controlled by words of a control language over a set of states. Second, unlimited deep pushdown automata , are a modification of deep pushdown automata with no restrictions imposed on the depth of expansion on the pushdown. Third, jumping pure grammars , introduces jumping grammars with no nonterminal symbols. The last one, k#$-rewriting systems , extends #-rewriting systems with additional pushdown memory. The contents of this thesis are divided into three parts. The first part outlines the motivation for introduction of the studied language models and puts them into the context of related formal language theory areas. Furthermore, it gives an overview of the structure of the thesis, reviews fundamental notions of formal language theory and gives a survey of current knowledge related to the subject of research. The second part presents the core of this thesis. Here, formal definitions of all newly introduced language models are given and their expressive power is studied. Finally, this thesis is concluded with a summary of achieved theoretical results as well as related open problem areas, and an outline of the possibilities for further research along with a sketch of possible applications.