Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://hdl.handle.net/11612/8732
Autor(a): Silva, Patryck Henryck Moreira
Orientador: Silva, Alexandre Tadeu Rossini da
Título: Delimitação da expressividade do operador pushdown: restrições estruturais para a construção de autômatos de pilha determinísticos
Palavras-chave: Linguagens livres de contexto;Operador pushdown;Autômatos de pilha;Expressões formais
Data do documento: 7-Mai-2026
Editor: Universidade Federal do Tocantins
Citação: SILVA, Patryck Henryck Moreira. Delimitação da expressividade do operador pushdown: restrições estruturais para a construção de autômatos de pilha determinísticos. 2025. 74 f. TCC (Graduação) - Curso de Ciência da Computação, Universidade Federal do Tocantins – Câmpus Universitário de Palmas, Palmas, To, 2025.
Resumo: As express ̃oes livres de contexto estendidas pelo operador de empilhamento (PDOp - Pushdown Operator ) constituem um formalismo denotacional capaz de representar todo o conjunto das linguagens livres de contexto. Entretanto, o algoritmo de convers ̃ao dessas express ̃oes para autˆomatos de pilha produz, em geral, modelos n ̃ao determin ́ısticos, cuja execu ̧c ̃ao n ̃ao ́e eficiente em m ́aquinas determin ́ısticas e pode apresentar comportamentos indesej ́aveis, como ciclos infinitos decorrentes da presen ̧ca da palavra vazia. Este traba- lho investiga restri ̧c ̃oes formais e estruturais que permitam a constru ̧c ̃ao de autˆomatos de pilha determin ́ısticos (APDs) a partir de express ̃oes com PDOp, com foco inicial no caso base do operador. A metodologia adota uma abordagem te ́orico-formal aliada a experi- menta ̧c ̃ao computacional, envolvendo a an ́alise de algoritmos existentes, identifica ̧c ̃ao de fontes de n ̃ao determinismo, defini ̧c ̃ao de crit ́erios estruturais para elimina ̧c ̃ao de recur- s ̃oes improdutivas e proposi ̧c ̃ao de uma nova arquitetura algor ́ıtmica. Como contribui ̧c ̃ao principal, apresenta-se um processo de convers ̃ao linearizado e um pipeline heur ́ıstico para redu ̧c ̃ao de n ̃ao determinismo estrutural, visando tornar o PDOp aplic ́avel em ambientes computacionais determin ́ısticos. Os resultados obtidos indicam que a abordagem proposta constitui um passo relevante para o desenvolvimento de um compilador de express ̃oes com PDOp capaz de gerar APDs corretos e eficientes.
Abstract: Context-free expressions extended with the Pushdown Operator (PDOp) form a denotati- onal formalism capable of representing the entire class of context-free languages. However, the existing algorithm for converting such expressions into pushdown automata typically yields nondeterministic models whose execution is inefficient on deterministic machines and may exhibit undesirable behaviors, such as infinite computational cycles triggered by the presence of the empty word. This work investigates formal and structural restrictions that enable the construction of deterministic pushdown automata (DPDAs) from PDOp expressions, with an initial focus on the operator’s base case. The methodology combines a theoretical–formal approach with controlled computational experimentation, involving the analysis of existing algorithms, the identification of sources of nondeterminism, the definition of structural criteria for eliminating unproductive recursions, and the proposal of a new algorithmic architecture. As its main contribution, the study introduces a linea- rized conversion process and a heuristic pipeline for reducing structural nondeterminism, thereby making the PDOp more suitable for deterministic computational environments. The results indicate that the proposed approach represents a significant step toward the development of a PDOp-based expression compiler capable of generating correct and ef- ficient DPDAs.
URI: http://hdl.handle.net/11612/8732
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