Кіріспе

Формалды тілде бейнелене алатын идеялардың кеңдігі. Компьютер ғылымында тілдің экспрессивті күші (не экспрессивтілік, не экспрессивті қабілеті деп те аталады) – бұл тілде бейнелеуге және жеткізуге болатын идеялардың кеңдігі. Тіл неғұрлым экспрессивті болса, оның көмегімен одан да көп түрлі және көптеген идеяларды бейнелеуге болады. Мысалы, Web Ontology Language Expression Language (OWL2 EL) профилінде OWL2 RL (ереже тілі) тілінде өрнектеуге болатын идеялар (мысалы, жоққа шығару) жетіспейді. Сондықтан OWL2 EL-дің экспрессивті күші OWL2 RL-ге қарағанда төмен дейміз. Бұл шектеулер OWL2 EL-де OWL2 RL-ге қарағанда тиімді (полиномдық уақыт) логикалық қорытындыларға келуге мүмкіндік береді. Осылайша, OWL2 EL экспрессивті күштің бір бөлігінен бас тартып, тиімді логикалық қорытындыларға (білімді бейнелеу тілін өңдеуге) қол жеткізеді.

Ресми тіл теориясында

Ресми тіл теориясы көбінесе тізбектер жиынтығын сипаттауға арналған формализмдерді, мысалы, контекстсіз грамматика мен тұрақты өрнектерді зерттейді. Формализмнің әрбір мысалы, мысалы, әрбір грамматика және әрбір тұрақты өрнек, нақты бір тізбектер жиынтығын сипаттайды. Осы контексте формализмнің экспрессивтік күші – оның мысалдары сипаттайтын тізбектер жиынтығы, ал экспрессивтік күшті салыстыру – осы жиынтықтарды салыстыру мәселесі. Бұл салада формализмдердің салыстырмалы экспрессивтік күшін сипаттау үшін маңызды өлшем – Чомский иерархиясы. Мысалы, ол тұрақты өрнектер, детерминистік емес шекті автоматтар және тұрақты грамматикалардың экспрессивтік күші тең, ал контекстсіз грамматикалардың күші артық дейді; бұл дегеніміз, алғашқы үш формализм сипаттайтын тізбектер жиынтығы тең және контекстсіз грамматикалар сипаттайтын тізбектер жиынтығының нақты қосалқы жиынтығы. Бұл салада экспрессивтік күштің бағасы зерттеудің орталық тақырыбы болып табылады. Мысалы, екі кездейсоқ тұрақты өрнек бірдей тізбектер жиынтығын сипаттай ма, жоқ па, анықтау қиын, ал кездейсоқ контекстсіз грамматикалар үшін мұндайды анықтау тіпті мүмкін емес. Дегенмен, кез келген берілген тізбектің жиынтыққа кіретінін тиімді анықтауға болады. Көбірек экспрессивтік формализмдер үшін бұл мәселе одан да қиын немесе тіпті шешілмейтін болуы мүмкін. Тьюринг толық формализм үшін, мысалы, кездейсоқ формальды грамматикалар үшін, олар сипаттайтын тізбектер жиынтығына қатысты бұл мәселе ғана емес, кез келген маңызды қасиетті анықтау да мүмкін емес, бұл факт Райс теоремасы ретінде белгілі. Сонымен қатар, ықшамдық туралы да нәтижелер бар; мысалы, детерминистік емес шекті автоматтар мен тұрақты грамматикалар тұрақты өрнектерге қарағанда ықшам, яғни соңғыларын бұрынғыларына өлшемді ұлғайтпай (яғни O(1) бойынша) аударуға болады, ал керісінше мүмкін емес. Осыған ұқсас ойлар, тізбектер жиынтығын емес, ағаштар жиынтығын (мысалы, XML схема тілдері), графтарды немесе басқа құрылымдарды сипаттайтын формализмдерге де қолданылады.

Деректер базасының теориясында

Деректер қорының теориясы, басқа нәрселермен қатар, деректер қоры сұраныстарын, яғни деректер қорының мазмұны берілген кезде одан алынатын белгілі бір ақпаратты анықтайтын формулаларды қарастырады. Басым реляциялық деректер базасы парадигмасында деректер қорының мазмұны математикалық қатынастардың шекті жиынтығы ретінде сипатталады; әрқашан рас немесе жалған мәнін беретін Бульдік сұраныстар бірінші реттік логикада құрастырылады. Бірінші реттік логиканың жеткілікті мәнді білдіру қабілеті жоқ екені анықталды: ол Бульдік сұраныстардың кейбір түрлерін, мысалы, транзитивті жабылуға қатысты сұраныстарды білдіре алмайды. Дегенмен, мәнді білдіру қабілетін арттыруға сақтықпен қарау керек: сұраныстарды оңтайлы тиімділікпен бағалау мүмкін болуы тиіс, бұл, мысалы, екінші реттік логика үшін мүмкін емес. Осының салдарынан, мәнді білдіру қабілеті мен тиімділік негізінде көптеген сұраныс тілдері мен тілдік құрылымдарды салыстыратын әдебиет пайда болды, мысалы, Datalog-тың түрлі нұсқалары. Ұқсас мәселелер басқа дерек түрлеріндегі сұраныс тілдеріне де қатысты, мысалы, XQuery сияқты XML сұраныс тілдеріне.