图灵机可计算性,图灵机的可计算性

2020-11-23 22:23:03 字数 5006 阅读 1700

1楼:匿名用户

哥德尔不完全定理出现以后,发现许多明天是不能证明和不能计算的。究竟那些可以计算,不能由人说了算,应该有个机器说了算,于是出现了图灵机等若干个计算模型,凡是在图灵机上可以计算的函数,称为图灵机可计算函数。

这里有两个问题,第一:可以把图灵机想象成一个计算机。第二,同时出现的这些模型是等价的,因此也被公认是合理的。

所以,直观上的可计算函数,就是图灵机可计算函数。

图灵机的可计算性

2楼:百度用户

图灵可识别语言

图灵可判定语言

递归可枚举语言

可计算函数

递归函数

停机问题

可判定性

不可判定性

可计算性理论的判定

3楼:百度用户

判定问题是无穷多个同类个别问题的总称。例如,2是不是素数?6是不是素数?

这些都是个别问题,把这类个别问题概括起来,就得到一个判定问题:任意给定的正整数是不是素数?这里的正整数集合称为该判定问题的域,给定域中的一个元素,判定问题就对应一个个别问题。

对于一个判定问题,如果能够编出一个程序,以域中任意元素作为输入,执行该程序就能给出相应的个别问题的答案,就称该判定问题为可判定的。例如,“任意正整数是不是素数”这个问题就是可判定的。对于集合a,域中任意元素是否属于它的问题称为集合 a对应的判定问题。

集合是递归集的充分必要条件为对应的判定问题是可判定的。因此,全体素数的集合是递归集。

对于一个判定问题,如果能够编出一个程序p,以域中任意元素作为输入,当相应的个别问题的解答是肯定的时候,p的执行将终止并输出“是”,否则p的执行不终止,就称该判定问题为半可判定的。可判定的问题总是半可判定的。集合是递归可枚举集的充分必要条件为对应的判定问题是半可判定的。

图灵在1936年证明,图灵机的停机问题是不可判定的,即不存在一个图灵机能够判定任意图灵机对于任意输入是否停机。图灵机的停机问题是半可判定的。图灵机的停机问题是很重要的,由它可以推出计算机科学、数学、逻辑学中的许多问题是不可判定的。

研究可计算性问题有什么意义

4楼:匿名用户

概念可计算性理论是研究计算的一般性质的数学理论,也称算法理论或能行性理论。它通过建立计算的数学模型(例如抽象计算机),精确区分哪些是可计算的,哪些是不可计算的。计算的过程就是执行算法的过程。

可计算性理论的重要课题之一,是将算法这一直观概念精确化。算法概念精确化的途径很多,其中之一是通过定义抽象计算机,把算法看作抽象计算机的程序。通常把那些存在算法计算其值的函数叫作可计算函数。

因此,可计算函数的精确定义为:能够在抽象计算机上编出程序计算其值的函数。这样就可以讨论哪些函数是可计算的,哪些函数是不可计算的。

可计算性是指一个实际问题是否可以使用计算机来解决.从广义上讲如“为我烹制一个汉堡”这样的问题是无法用计算机来解决的.而计算机本身的优势在于数值计算,因此可计算性通常指这一类问题是否可以用计算机解决.事实上,很多非数值问题(比如文字识别,图象处理等)都可以通过转化成为数值问题来交给计算机处理,但是一个可以使用计算机解决的问题应该被定义为“可以在有限步骤内被解决的问题”,故哥德**猜想这样的问题是不属于“可计算问题”之列的,因为计算机没有办法给出数学意义上的证明,因此也没有任何理由期待计算机能解决世界上所有的问题.分析某个问题的可计算性意义重大,它使得人们不必浪费时间在不可能解决的问题上(因而可以尽早转而使用除计算机以外更加有效的手段),集中资源在可以解决的问题集中.

产生历史

可计算性理论起源于对数学基础问题的研究。20世纪30年代,为了讨论是否对于每个问题都有解决它的算法,数理逻辑学家提出了几种不同的算法定义。k.

哥德尔和s.c.克林尼提出了递归函数的概念,a.

丘奇提出λ转换演算,a.m.图灵和e.

波斯特各自独立地提出了抽象计算机的概念(后人把图灵提出的抽象计算机称为图灵机),并且证明了这些数学模型的计算能力是一样的,即它们是等价的。著名的丘奇-图灵论题也是丘奇和图灵在这一时期各自独立提出的。后来,人们又提出许多等价的数学模型,如a.

马尔可夫于40年代提出的正规算法(后人称之为马尔可夫算法),60年代前期提出的随机存取机器模型(简称 ram)等。50年代末和60年代初,胡世华和j.麦克阿瑟等人各自独立地提出了定义在字符串上的递归函数。

核心内容

若m和n是两个正整数,并且m≥n时,求m和n的最大公因子的欧几里得算法可表示为

e1[求余数]以n除m得余数r。

e2[余数为0吗?]若r=0,计算结束,n即为答案;否则转到步骤e3。

e3[互换]把m的值变为n,n的值变为r,重复上述步骤。

依照这三条规则指示的步骤,可计算出任何两个正整数的最大公因子。可以把计算过程看成执行这些步骤的序列。我们发现,计算过程是有穷的,而且计算的每一步都是能够机械实现的(机械性)。

为了精确刻划算法的特征,人们建立了各种各样的数学模型。

基本理论

可计算性理论的基本论题,也称图灵论题,它规定了直观可计算函数的精确含义。丘奇论题说:λ可定义函数类与直观可计算函数类相同。

图灵论题说:图灵机可计算函数类与直观可计算函数类相同。图灵证明了图灵机可计算函数类与λ可定义函数类相同。

这表明图灵论题和丘奇论题讲的是一回事,因此把它们统称为丘奇-图灵论题。直观可计算函数不是一个精确的数学概念,因此丘奇-图灵论题是不能加以证明的。30年代以来,人们提出了许多不同的计算模型来精确刻划可计算性,并且证明了这些模型都与图灵机等价。

这表明图灵机和其他等价的模型确实合理地定义了可计算性,因此丘奇-图灵论题得到了计算机科学界和数学界的公认。

模拟计算

图灵机一种在理论计算机科学中广泛采用的抽象计算机,它是图灵在1936年提出的,用于精确描述算法的特征。可用一个图灵机来计算其值的函数是可计算函数,找不到图灵机来计算其值的函数是不可计算函数。可以证明,存在一个图灵机u,它可以模拟任何其他的图灵机。

这样的图灵机 u称为通用图灵机。通用图灵机正是后来出现的存储指令的通用数字计算机的理论原型。

应用领域

可计算性理论是计算机科学的理论基础之一。早在30年代,图灵对存在通用图灵机的逻辑证明表明,制造出能编程序来作出任何计算的通用计算机是可能的,这影响了40年代出现的存储程序计算机(即诺伊曼型计算机)的设计思想。可计算性理论确定了哪些问题可能用计算机解决,哪些问题不可能用计算机解决。

例如,图灵机的停机问题是不可判定的表明,不可能用一个单独的程序来判定任意程序的执行是否终止,避免了人们为编制这样的程序而无谓地浪费精力。

可计算性理论中的基本思想、概念和方法,被广泛应用于计算机科学的各个领域。建立数学模型的方法在计算机科学中被广泛采用。递归的思想被用于程序设计,产生了递归过程和递归数据结构,也影响了计算机的体系结构。

λ演算被用于研究程序设计语言的语义,例如,表处理语言就以λ转换演算为理论基础。

图灵机与现代计算机的关系

5楼:风流倜傥的斌

图灵机的意义与思想内涵:图灵提出图灵机的模型并不是为了同时给出计算机的设计,它的意义我认为有如下几点:

1、 它证明了通用计算理论,肯定了计算机实现的可能性,同时它给出了计算机应有的主要架构;

2、 图灵机模型引入了读写与算法与程序语言的概念,极大的突破了过去的计算机器的设计理念;

3、 图灵机模型理论是计算学科最核心的理论,因为计算机的极限计算能力就是通用图灵机的计算能力,很多问题可以转化到图灵机这个简单的模型来考虑。

6楼:追光者就是我啊

图灵机证明了通用计算理论,肯定了计算机实现的可能性,同时它给出了计算机应有的主要架

构;2.图灵机模型引入了读写与算法与程序语言的概念,极大的突破了过去的计算机器的设计理念;

3.图灵机模型理论是计算学科最核心的理论,因为计算机的极限计算能力就是通用图灵机的计算能力,很多问题可以转化到图灵机这个简单的模型来考虑。

图灵机对现代计算机的贡献主要是:建立了图灵机的理论模型,发展了可计算性理论;提出了定义机器智能的图灵测试。

拓展资料:

图灵机,又称图灵计算、图灵计算机,是由数学家艾伦·麦席森·图灵(1912~1954)提出的一种抽象计算模型,即将人们使用纸笔进行数**算的过程进行抽象,由一个虚拟的机器替代人们进行数**算。

所谓的图灵机就是指一个抽象的机器,它有一条无限长的纸带,纸带分成了一个一个的小方格,每个方格有不同的颜色。有一个机器头在纸带上移来移去。机器头有一组内部状态,还有一些固定的程序。

在每个时刻,机器头都要从当前纸带上读入一个方格信息,然后结合自己的内部状态查找程序表,根据程序输出信息到纸带方格上,并转换自己的内部状态,然后进行移动。

7楼:英格拉姆

图灵机是现代计算机的理论模型。

图灵对现代计算机的贡献主要是:建立了图灵机的理论模型,发展了可计算性理论;提出了定义机器智能的图灵测试。

拓展资料:

图灵机的结构非常简单,它由两部分组成:一个读写头,还有一条两边无限延长的纸带,纸带被划分为小格,每格中只能有0和1两种符号。读写头的限制则稍微宽松一些,虽然每次只能对着纸带上的一个格子,但它本身可以处于不同的状态,虽然状态的数目是有限的。

在所有状态中,有一个特殊的“停机”状态,读写头一旦处于停机状态,就会停止运作;但如果读写头一直没有到达停机状态的话,它就会永远运转下去。

整台图灵机的秘密在于读写头的状态转移表,它指示着读写头的状态和当前读写头正对格子的符号如何变化。它只有一种非常简单的规则,就是“如果在状态a的读写头对着符号x,那么对当前格子写入符号y,将纸带左移一格/右移一格/保持不动,然后转移到状态b”。状态转移表就是由一系列这样的简单规则组成的。

可以说,状态转移表就相当于图灵机的源**。

实际上,我们平时笔算乘法的思维过程,跟一台图灵机的运转非常相似:在每个时刻,我们只将注意力集中在一个地方,根据已经读到的信息移动笔尖,在纸上写下符号;而指示我们写什么怎么写的,则是早已背好的九九乘法表,以及简单的加法。如果将一个笔算乘法的人看成一台图灵机,纸带就是用于记录的纸张,读写头就是这个人和他手上的笔,读写头的状态就是大脑的精神状态,而状态转移表则是笔算乘法的规则,包括九九表、列式的方法等等。

这种模式似乎也适用于更复杂的机械计算任务。如此看来,图灵机虽然看起来简单,但它足以作为机械计算的定义。

女生有没有必要戴施图灵机械手表,为什么有的女生也喜欢戴施图灵机械手表呢?

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40岁的人就不能戴施图灵机械手表了吗

1楼 匿名用户 肯定可以,只是你的经济能力高低 2楼 金凤酱 施图灵手表是中年人群里很喜欢的手表特别适合中年人佩戴 不过这款手表 也是很贵的 是很多中年人没有这个能力去购买的 只能是忍痛割爱 3楼 匿名用户 忙碌了好久了,总想找一个时间,让自己休息一下,想让自己完全放下手中的工作。但是似乎又无法做到...