Formale Sprache

Eine formale Sprache ist eine Sprache, die nicht der Kommunikation dient, sondern zur Definition von Korrektheit in Informatiksystemen. Mit formalen Sprachen wird z.B. die Syntax von Programmiersprachen festgelegt, damit diese von einem Compiler überprüft werden können. Auch technische Spezifikationen wie der Aufbau von E-Mail-Adressen oder URLs werden mit formalen Sprachen festgelegt.

Grundbegriffe

Die Elemente einer formalen Sprache nennt man Wörter und deren Bestandteile Symbole. Alle Symbole einer Sprache bilden deren Alphabet.

Symbole können alles Mögliche sein: Buchstaben, Zahlen, Zeichen oder auch Zeichenketten.

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Beispiel

• Eine Sprache, die römische Zahlen beschreibt, hat das Alphabet $\{\text{I},\text{V},\text{X},\text{L},\text{C},\text{D},\text{M}\}$ und enthält Wörter wie $\text{<mrow data-mjx-texclass="ORD">XLII</mrow>}$ oder $\text{<mrow data-mjx-texclass="ORD">MMXXIII</mrow>}$.
• Eine Sprache, die chemische Verbindungen beschreibt, könnte das Alphabet $\{\mathrm{H},\mathrm{H}\mathrm{e},\mathrm{L}\mathrm{i},\mathrm{B}\mathrm{e},\dots ,\mathrm{T}\mathrm{s},\mathrm{O}\mathrm{g},{\phantom{A}}_0,{\phantom{A}}_1,{\phantom{A}}_2,{\phantom{A}}_3,{\phantom{A}}_4,{\phantom{A}}_5,{\phantom{A}}_6,{\phantom{A}}_7,{\phantom{A}}_8,{\phantom{A}}_{\phantom{9}}^{\phantom{}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}9}^{\phantom{2}}\}$ haben und enthält Wörter wie $\mathrm{P}\mathrm{u}\mathrm{F}{\phantom{A}}_6$ oder $\mathrm{C}{\phantom{A}}_{169719}\mathrm{H}{\phantom{A}}_{270466}\mathrm{N}{\phantom{A}}_{45688}\mathrm{O}{\phantom{A}}_{52238}\mathrm{S}{\phantom{A}}_{911}$.

Grammatik

Nicht alle Wörter, die aus den Symbolen eines Alphabets gebildet werden können, sind auch in der Sprache enhalten. Zum Beispiel können aus dem Alphabet für römische Zahlen auch Wörter wie $\text{<mrow data-mjx-texclass="ORD">MIMIMI</mrow>}$ gebildet werden, die keine gültigen römischen Zahlen darstellen. Denn zu einer Sprache gehören auch Regeln zur Bildung der Wörter. Diese Regeln fasst man zu einer Grammatik zusammen, die festlegt, welche Wörter zu einer Sprache gehören und welche nicht. Zu jeder Grammatik kann eine Sprache angegeben werden und umgekehrt. Unterschiedliche Grammatiken können dabei unterschiedliche Sprachen aus demselben Alphabet produzieren.

Siehe dazu auch den Artikel Formale Grammatik.

Zum Weiterlesen

• "Sprachbeschreibungen mit Grammatiken" auf inf-schule.de 🇩🇪