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Laboratório de Linguagens e Técnicas Adaptativas
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Apresentação

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É com alegria que redijo esta breve apresentação do LTA - Laboratório de Linguagens e Técnicas Adaptativas, e da pesquisa que lhe deu origem, a qual vem sendo conduzida no Departamento de Engenharia de Computação e Sistemas Digitais da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.

Origens e Metas do LTA

O Laboratório de Linguagens e Técnicas Adaptativas surgiu da motivação em torno de assuntos ligados à aplicação da teoria da computação à resolução prática de problemas relativos ao processamento computacional de linguagens.
engrenagens.pngInicialmente, o atrativo principal foi a aplicação de técnicas novas à construção de compiladores e interpretadores de linguagens de programação. Nessa fase, o foco eram as linguagens de programação de alto nível e sua implementação.
Dessa pesquisa resultaram diversas técnicas não-tradicionais de construção de analisadores sintáticos para linguagens livres de contexto, com as quais foi possível criar técnicas e algoritmos práticos para a sua obtenção, automática e a baixo custo, a partir de uma especificação formal.
Essas técnicas foram de grande valia para tornar muito mais simples e intuitivo o ensino de linguagens e de software básico para estudantes de engenharia, visto empregarem apenas conceitos intuitivos, e muito familiares aos alunos, tais como o conceito de máquinas de estados.
Os trabalhos do LTA começaram, muito lentamente, por volta de 1985, quando eu decidi iniciar uma pesquisa sobre modelos formais alternativos simples, destinados ao ensino de temas de cunho teórico e conceitual, como é o caso de linguagens formais, autômatos e construção de compiladores, para estudantes que não dominassem obrigatoriamente toda a complexa matemática discreta, que constitui um dos principais fundamentos da engenharia de computação.
Desse esforço inicial, alguns resultados foram alcançados, a maioria dos quais materializados inicialmente na forma de notas de aula das disciplinas correspondentes, ministradas para os alunos da opção Computação do curso de Engenharia Elétrica da EPUSP.
Ao final desse estágio, a maior contribuição gerada por esse trabalho foi a publicação de um livro introdutório sobre a construção de compiladores, baseado na elaboração de analisadores sintáticos que utilizam autômatos de pilha estruturados, uma classe de dispositivos formais constituído essencialmente de um conjunto de autômatos de estados finitos mutuamente recursivos.
O passo evolutivo seguinte nessa área foi o desenvolvimento de técnicas de recuperação de erros para autômatos de pilha estruturados, e a formalização de regras de mapeamento destinadas à automatização da tradução de gramáticas livres de contexto, expressas na conhecida notação de Wirth, diretamente para a forma de autômatos de pilha estruturados sub-ótimos.
Em 1993 publiquei minha tese de livre docência, por meio da qual toda esta pesquisa inicial foi consolidada e substancialmente expandida, tendo tido seu alcance muito ampliado pela introdução de um novo modelo formal: o autômato adaptativo.
Os autômatos adaptativos constituíram um marco importantíssimo dessa pesquisa, por representaram um conceito revolucionário na área da modelagem formal de linguagens sensíveis ao contexto, dada a sua semelhança (e simplicidade) com outros formalismos menos elaborados e já dominados, potência e incomparável praticidade frente a tantos complexos modelos tradicionalmente utilizados para essa finalidade.
tese.pngNessa tese, através de autômatos adaptativos, várias instâncias de dependências de contexto são adequada e confortavelmente descritas e tratadas por intermédio de representações estritamente sintáticas, incluindo mesmo aspectos lingüísticos bastante complexos, tais como extensões dinâmicas de linguagens, e todas as características usualmente conhecidas na literatura como "semântica estática".
A principal inovação trazida pelo Autômato Adaptativo reside no fato de ele constituir um formalismo com regras dinamicamente variáveis, em contraste com a maioria dos modelos formais tradicionais, cujas regras, uma vez estabelecidas, permanecem imutáveis durante toda a sua operação.
Posteriormente, diversos modelos adaptativos surgiram, inspirados nos conceitos introduzidos pelos Autômatos Adaptativos: inicialmente, os Statecharts Adaptativos e os Statecharts Adaptativos Sincronizados, depois as Redes de Markov Adaptativas, as Gramáticas Adaptativas e as Tabelas de Decisão Adaptativas.
De cada um desses modelos resultaram dissertações e teses, além de publicações, ferramentas e aplicações em software.
Com a criação de tantos formalismos baseados nesse paradigma, surgiu a motivação para muitos empregos do conceito adaptativo, motivando inicialmente a generalização do conceito de dispositivos adaptativos baseados em regras, e dando origem a novos e ricos temas para outras pesquisas, temas de dissertações e teses, bem como inúmeras aplicações a diversas áreas do conhecimento.

Laboratório de Linguagens e Técnicas Adaptativas
Escola Politécnica - Universidade de São Paulo - Brasil
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