Werkzeuge für Erstellung und Visualisierung

von Endlichen Automaten

Referentinnen:

Nataliya Kutsenko,

Xenia Tschepuschtanov

Finite State Atomata ToolsAT&T FSM Library™ [1]

AutoFSM [2]

AsmL [3]

Bandera [4]

Boost Statechart Library [5]

CAZE - FSM-based .NET authorization library [6]

Cellogica - State machine for gene expression [7]

Covered [8]

Concurrent Hierarchical State Machine [9]

DescoGUI [10]

Dynamic Attachment Finite State Machine (DAFSM) [11]

Exorciser [12]

Finite State Kernel Creator [13]

Finite State Machine Editor [14]

FSA Utilities [19]

Libero [20]

Java Finite Automata [21]

JFLAP [22]

jFAST [23]

jrexx-Lab [24]

JSpasm [25]

Kara [26]

MetaAuto [27]

Nunni FSM Generator [28]

Petrify [29]

PyFSA [30]

Qfsm [31]

Quantum-Leaps [32]

Ragel [33]

RWTH FSA Toolkit [34]

SCXML (State Chart

FIRE Engine, Station and Works [16]

FSMGenerator [17]

XML) [35]

SFST, the Stuttgart Finite State Transducer Tools [36]

Statestep [37]

StateWORKS [38]

State Machine Compiler [39]

Steed.net [40]

SMC - Finite State Machine Compiler (Java, C++) [41]

Supremica[42]

UniMod [43]

Visio2Switch [44]

visualSTATE [45]

WhatOS [46]

Xerox Finite-State Software Tools [47]

XTND (XML Transition Network Definition) [48]

Finite State Machine Explorer [15]

Grail+ [18]

AT&T FSM library TM

FSM C library stellt Tools zur Verfügung, um endliche Akzeptoren und Transducer:• zu erzeugen• zu kombinieren • zu optimieren • zu suchen (insgesamt um die 30 Funktionen)

Entwickelt für Unix, mittlerweile auch Windows Version

FSM File Typen

User Programm Level: Programme lesen aus und schreiben in Dateien und Pipelines

Text Format: • Acceptor Files• Transduser Files

Binary Format: ´Compilierte´ Repräsentation wird für alle FSM Utilities verwendet.

Acceptor Files

www.research.att.com/sw/tools/fsm

Transducer Files

www.research.att.com/sw/tools/fsm

Compiling, Printing, and Drawing FSMs

Compiling from textual represantation:fsmcompile <A.txt >A.fsa fsmcompile –t <T.txt >T.fst

Printing of binary represantation:fsmprint <A.fsa >A.txtfsmprint <T.fst >T.txt

Drawing of binary represantation:fsmdraw <A.fsa | dot –Tjpg >A.jpgfsmdraw <T.fst | dot –Tjpg >T.jpg

www.research.att.com/sw/tools/fsm

Funktionsumfang

Union:

Equation: C = A U B, C = A|B

Program: fsmunion A.fsa B.fsa >C.fsa

Concatanation: C = AB

Equation:

Program: fsmconcat A.fsa B.fsa >C.fsa

Closure:

Equation: C = A *

Program: fsmclosure A.fsa >C.fsa

www.research.att.com/sw/tools/fsm

Funktionsumfang

Determinization

Minimization

Epsilon Removal

… (zahlreiche Funktionen)

Fazit:

• Die Arbeit mit FSM Library erfolgt primär von der

Konsole aus.• Sehr großer Funktionsumfang• Graphische Funktion eines Automaten möglich• Keine Möglichkeit zur Umwandlung der RA in die EA

und umgekehrt

JFLAP:Java Format Language and Automata Package

Das Programm steht als ausführbare Anwendung zur Verfügung (Jar-Datei) und als eine Applet-Version

Funktionsumfang:

• Visualisierung, Simulation und Konstruktion

verschiedener Automatentypen:

- Endliche Automaten

- Kellerautomaten

- Turingmaschinen• Umwandlung regulärer Ausdrücke in endliche

Automaten und umgekehrt• Minimierung von endlicher Automaten • Kombinieren von endlichen Automaten

Fazit:

• Sehr großer Funktionsumfang • Einfache Handhabung, umfangreiche Dokumentation

mit Beispielen• Laden und Speichern von Automaten ist möglich• Quellcode ist verfügbar

FSA - Finite State Automaton processing in Python

Dieses Module definiert eine FSA Klassefür Repräsentation und Verwendung von endlichen Automaten

class FSA: def __init__(self, states, alphabet, transitions, initialState, finalStates): if states == None: states = self.collectStates(transitions, initialState, finalStates) else:

...

FSA & Python: FSA instance creation

fsa.tuple() returns these values in that order, i.e. (states, alphabet, transitions, initialState, finalStates).

Each element of transition is a tuple of a start state, an end state, and a label: (startState, endSTate, label).

FSA & Python: Methoden

fsa.accepts(sequence)

returns true or false

fsa.determinized()

returns an equivalent deterministic FSA

fsa.minimized()

returns an equivalent minimal FSA

FSA & Python: Funktionen

concatenation(fsa1, fsa2) returns an fsa that accepts sequences composed of a sequence accepted by a, followed by a sequence accepted by b

union(fsa1, fsa2) returns an fsa that accepts sequences accepted by both a and b

closure(fsa) returns an fsa that accepts sequences composed of zero or more concatenations of sequences accepted by the argument

equivalent(fsa1, fsa2) returns true if a and b accept the same language

FSA & Python: RE, Präsentation

compileRE(string)

returns an FSA that accepts the language described by string, where string is a list of symbols and '*', '+', and '|'

operators, with '(' and ')' to control precedence.

toDotString() returns a string suitable as *.dot file for the 'dot' program from AT&T GraphViz

FSM Simulator (Java)

– Simulation des Automaten

– Automat muss als „Code“ vorliegen

FSM Simulator (Java)

1. DFA //Type2. --- Beispiel-Automat --- //Title

3. a b c // input alphabet4. q0 q1 q2 // Machine states5. q0 // the initial state6. q2 // final states

7. q0 a q1 // transitions: input state, input symbol, output state8. q1 b q29. q2 c q2

10.end //required

http://www.cs.binghamton.edu/~software/fsm/fsmdoc.html

DescoGUI

• DescoGUI ist ein Automaten-Editor (Windows)• Graphisch die Automaten erstellen und bearbeiten• Automaten in verschiedene Formate exportieren

Unterstützte Formate:– AT&T DOT – LaTeX – Desco – XML based Formate

http://www.s2.chalmers.se/software/desco

Kara - Programmieren mit endlichen Automaten

• Das Leben eines Marienkäfers durch Automaten simulieren

• für Schüler/innen

• Einstieg in die Grundideen der Programmierung

• Endliche Automaten sind einfach zu verstehen

http://www.swisseduc.ch/informatik/karatojava/

Links:

• AT&T FSM library TM

www.research.att.com/sw/tools/fsm• JFLAP:Java Format Language and Automata Package

www.jflap.org• PyFSA - Finite State Automaton processing in Python

http://osteele.com/software/python/fsa/• FSM Simulator (Java)

http://www.cs.binghamton.edu/~software/fsm/fsmdoc.html• DescoGUI

http://www.s2.chalmers.se/software/desco/• Kara - Programmieren mit endlichen Automaten

http://www.swisseduc.ch/informatik/karatojava/