Educational environment for formal languages and automata algorithms

Celem niniejszej pracy było zaprojektowanie i implementacja programu edukacyjnego ułatwiającego studentom przyswojenie wiedzy dotyczącej podstawowych algorytmów z dziedziny teorii języków formalnych i automatów. Stworzona w ramach naszej pracy aplikacja może być wykorzystywana zarówno przez studentów do samodzielnej nauki, jak i przez osoby prowadzące zajęcia w salach wykładowych oraz laboratoriach. Pisząc pracę staraliśmy skupić się przede wszystkim na walorach edukacyjnych programu. Praca dzięki temu wzbogacona jest o liczne demonstracje działania różnorakich algorytmów. W związku z tym, główny nacisk podczas pisania programu położony został na elementy ich wizualizacji, zaś sam program umożliwia ich prezentacje krok po kroku. Aplikacja posiada ponadto czytelne i zrozumiałe środowisko graficzne z możliwością łatwej interakcji z dowolnymi obiektami wykorzystywanymi w systemie. Użytkownik posiada możliwość dowolnej ich edycji, tworzenia, usuwania, czy też zapisywania lub wczytywania z pliku. W rozdziale pierwszym zaprezentowano wstęp teoretyczny dotyczący podstawowych pojęć z dziedziny teorii języków formalnych i automatów wykorzystywanych podczas opisywania aplikacji.Rozdział drugi poświęcony został szczegółowemu omówieniu aplikacji od jej instalacji poprzez uruchomienie, a na użytkowaniu kończąc. Zawiera on wszystkie niezbędne informacje na temat wykorzystywania programu. Szczegółowo zostały w nim omówione wszystkie funkcjonalności i przypadki użycia. Istotnym elementem było wskazanie wszystkich wariantów interakcji z obiektami systemu, a także opisanie algorytmów na nich wykorzystywanych.Trzeci rozdział zawiera omówienie kwestii technicznych działania aplikacji. Opisany w nim został wykorzystywany język programowania i środowisko programistyczne. Wskazane również zostały użytkowane biblioteki. Przedstawiona została hierarchia klas wraz z ich krótkim opisem, a także ich diagram dla głównego pakietu systemu. W rozdziale zawarte zostały ponadto informacje wraz ze szczegółowym opisem zastosowanych formatów plików do przechowywania danych o obiektach systemowych.

The aim of this study was to design and implement an educational program to facilitate students to acquire knowledge of the basic algorithms of the theory of formal languages ​​and automata. The application can be used both by students for self-study, as well as by people engaged in activities in the classroom and laboratory.While developing, we tried to focus primarily on educational sides ​​of the program. The application is filled with many demonstrations of various algorithms. Therefore, the main focus while implementing has been put on the elements of visualization, and the program itself allows the presentations of algorithms step by step. The application also has a clear and easy to understand graphical environment with easy interaction with any objects used in the system. The user can either edit, create, delete, or save or load from a file.The first chapter presents a theoretical introduction on the basic concepts of the theory of formal languages ​​and automata used when describing the application.The second chapter is devoted to a detailed discussion of the application of the system by starting and ending the use. It contains all the necessary information on how to use the program. It presents all the functionality and use cases. An important element was to identify all variants of interaction between the objects of the system and to describe the algorithms used by them.The third chapter provides an overview of the technical issues of the application. It contains the description of used programming language and the development environment. There is also class hierarchy that is presented along with a brief description and diagram of the class from the main package. The chapter also includes information along with a detailed description of the file formats used to store system data objects.