タグ付けされた質問 「turing-machines」

任意のコンピュータープログラムをシミュレートできる機械計算の理論モデルであるチューリングマシンに関する質問。

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アルゴリズムがビット文字列として表現できると仮定できるのはなぜですか?
計算の複雑さとチューリングマシンに関する本を読み始めています。引用は次のとおりです。 アルゴリズム(つまりマシン)は、標準的なエンコーディングを決定すると、ビット文字列として表すことができます。 この主張は単純な事実として提供されていますが、私には理解できません。 たとえば、入力としてを取り、(x + 1 )2または以下を計算するアルゴリズムがある場合:バツxx(x + 1 )2(x+1)2(x+1)^2 int function (int x){ x = x + 1; return x**2; } それは、これはアルファベット使用して文字列として表現することができますどのように?{ 0 、1 }∗{0,1}∗\{0, 1\}^*


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すべての入力で停止するTMがありますが、そのプロパティは証明できませんか?
すべての入力で停止するチューリングマシンはありますが、そのプロパティは何らかの理由で証明できませんか? この質問が研究されたかどうか疑問に思っています。「証明不能」とは、「限定的な」証明システムを意味する場合があることに注意してください(弱い意味では、答えはイエスであると考えられます)。もちろん、可能な限り最強の答え、つまり、ZFC集合論などのすべての入力で停止することが証明できない答えに興味があります。 これは、アッカーマン関数に当てはまる可能性がありますが、詳細は曖昧です。ウィキペディアがこの側面を明確に説明しているようには見えません。

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N体問題の解決不可能性は停止問題と同等ですか
任意の時間tでn体システムの状態を正確な精度で与えるために使用できる分析関数を生成できるn体問題に対する一般的な分析解はありません。ただし、解析関数が既知のn体システムの特殊なケースがいくつかあります。 同様に、任意のチューリングマシンの結果を予測できる一般的なアルゴリズムはありません。ただし、永久に停止または実行することを決定できる旋盤には多くの種類があります。 これら2つの結果は同等ですか?これらのいずれかの証明は、もう一方を意味しますか?停止の問題を解決できるマジックマシンは、n体システムの状態を正確に予測できますか?またはその逆に、n体問題の一般的な解析ソリューションにより、任意のチューリングマシンで停止する問題を決定できますか? これにどのようにアプローチするかについての私の最初の推測は、重力下のn体システムがチューリング完全であることを示すことです。宇宙がチューリング完全であり、本質的に重力下で動作する(および同様に動作する他のいくつかの力)ことを考えているのではないかと疑っていますが、これを証明する方法はわかりません。 しかし、n体問題の一般的な解析的解決法の欠如は、チューリング完全性とは無関係である可能性があると思いますが、そのアプローチは十分だとは思いません。 編集:他のいくつかの接線関連の質問を読んだ後、私は重力が動作している次元の数が質問に関連している可能性があることに気づきました。具体的には、3つの空間次元における重力について尋ねています。しかし、そのようなあなたは2次元で万能チューリングマシンと重力を作るために、少なくとも3つのルールを必要とするような事実与えられただけで逆法則だろう代わりに、逆二乗則のが得られていないが閉じた軌道、3次元の重力はチューリング完了ですが、2または1ではありません。∝1/r∝1/r \propto 1/r ∝1/r2∝1/r2 \propto 1/r^2

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チューリングマシンに関連する興味深い計量空間
この質問では、すべての入力で停止するチューリングマシンのみを考慮します。もし、その後によって我々は、そのコードであるチューリングマシン表す。T K Kk∈Nk∈Nk \in \mathbb{N}TkTkT_kkkk 次の機能を検討してください s(x,y)=min{k∣|L(Tk)∩{x,y}|=1}s(x,y)=min{k∣|L(Tk)∩{x,y}|=1}s(x,y) = \min\{k \mid |L(T_k) \cap \{x,y\}| = 1\} つまり、s(x,y)s(x,y)s(x,y)は、ストリングx、yの 1つを正確に認識する最小のチューリングマシンのコードです。x,y.x,y.x,y.次のマップを定義できます d(x,y)={2−s(x,y)0if x≠y,otherwise.d(x,y)={2−s(x,y)if x≠y,0otherwise.d(x,y) = \left\{ \begin{array}{ll} 2^{-s(x,y)} & \mbox{if } x \ne y, \\ 0 & \mbox{otherwise.} \end{array} \right. d(x,y)d(x,y)d(x,y)が\ Sigma ^ {*}にメトリック空間(実際にはウルトラメトリック)を誘導することをすぐに確認できますΣ∗.Σ∗.\Sigma^{*}. ここで、f:Σ∗↦Σ∗f:Σ∗↦Σ∗f:\Sigma^{*} \mapsto \Sigma^{*}が一様に連続する関数である場合、すべての再帰言語Lに対して、f−1(L)f−1(L)f^{-1}(L)も再帰的であることを証明したいと思います。 言い換えれば、fffをすべてのϵ>0ϵ>0\epsilon > 0に対してδ>0δ>0\delta > 0ようなマップとし、文字列x,y∈Σ∗x,y∈Σ∗x,y \in \Sigma^{*} …

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チューリングマシンのユニバーサルシミュレーション
してみましょう一定時間が構築可能関数です。fff 二テープTMが存在することのTM(Hennieとスターンズ、1966)状態の古典的なユニバーサルシミュレーション結果与えられたようにうんUU TM、および⟨ M⟩⟨M⟩\langle M \rangle 入力文字列、バツxx 以下のためのランのステップとリターン上の答え。また、は任意の関数とことができます。M X G ω (F (N )LG F (N ))g(| x |)g(|x|)g(|x|)MMMバツxxgggω(f(n)lgf(n))ω(f(n)lg⁡f(n))\omega(f(n)\lg f(n)) 私の質問は: シングルテープTMで最もよく知られているシミュレーション結果は何ですか?上記の結果も保持されますか? [HS66]に改善はありますか?ステップの2テープTMでTMをより高速にシミュレートできますか?私たちは取ることができますであることをの代わりに?g (n )ω (f (n ))ω (f (n )lg f (n ))f(n)f(n)f(n)g(n)g(n)g(n)ω(f(n))ω(f(n))\omega(f(n))ω(f(n)lgf(n))ω(f(n)lg⁡f(n))\omega(f(n)\lg f(n))

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文法とオートマトンの言語の決定可能性
これは大学でCSのコースで研究に関連した質問であることに注意してください、それは宿題ではなく、見つけることができ、ここで 2011年秋exam2下。 過去の試験で見ている2つの質問を以下に示します。それらは関連しているようです、最初: させて F I N I T EC F G= { &lt;G&gt; ∣ G はContext Free Grammarです 。L(G )| &lt; ∞ }FINITECFG={&lt;G&gt;∣G is a Context Free Grammar with |L(G)|&lt;∞}\qquad \mathrm{FINITE}_{\mathrm{CFG}} = \{ < \! G \! > \mid G \text{ is a Context Free Grammar with } |\mathcal{L}(G)|<\infty …

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チューリングマシン+時間膨張=停止の問題を解決しますか?
相対論的時空(例えば、MH時空。Hogarth1994を参照)があり、有限の観測者の過去に無限の持続時間の世界線を含めることができます。これは、通常の観測者が無限の数の計算ステップにアクセスできることを意味します。 コンピューターが無限の期間完全に機能する可能性があると仮定すると(そして、それは大きな質問だと思います)、この無限の世界線に沿って移動し、特定のMの停止問題を計算するコンピューターHMを構築できます。 、HMは有限観測者に信号を送信します。無限のステップ数の後、オブザーバーが信号を受け取らない場合、オブザーバーはMがループしていることを認識し、停止問題を解決します。 これまでのところ、これは私には問題ないように思えます。私の質問は、これまでに言ったことが正しい場合、停止問題が決定不能であるというチューリングの証明をどのように変更するのでしょうか?これらの時空で彼の証明が失敗するのはなぜですか?

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アルゴリズムセットのカーディナリティ
議論の誰かが、特定の問題に取り組むための少なくとも連続した数の戦略が存在する可能性があると考えています。特定の問題は取引戦略(アルゴリズムではなく戦略)でしたが、それは私の質問の要点の横にあると思います。 これにより、一連のアルゴリズムの基数について考えるようになりました。私は少し探していましたが、何も思いつきませんでした。チューリングマシンは有限のアルファベットセットで動作し、テープはインデックス付け可能でなければならず、したがってカウント可能でなければならないため、数え切れないほどの数のアルゴリズムを持つことは不可能だと考えてきました。私の集合論は確かに錆びているので、私の推論が有効であるかどうかは確かではなく、おそらくそれを証明することはできないでしょうが、それは興味深い考えです。 アルゴリズムのセットの基数は何ですか?

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完璧なチェスアルゴリズムはありますか?
現在のチェスアルゴリズムは、プレーヤーの動きと対戦相手の動きに応じて、考えられるパスのツリーを約1レベルまたは2レベル下に行きます。チェスゲームで起こり得るすべての敵の動きを予測するアルゴリズムを開発する計算能力があるとしましょう。プレーヤーの動きに応じて、相手が任意の瞬間に取ることができるすべての可能なパスを備えたアルゴリズム。失われることのない完璧なチェスアルゴリズムはありますか?それとも、常に勝つアルゴリズムでしょうか?理論的には、考えられるすべての動きを予測できる人は、すべての動きを打ち負かす方法を見つけるか、特定の動きが彼を敗北に導く場合は単に別の道を選択する必要があります。 編集-私の質問は本当に何ですか。最適にプレイできる完璧なアルゴリズムの計算能力があるとしましょう。相手が同じ最適なアルゴリズムでプレイするとどうなりますか?これは、限られた数の(非常に大きいかどうかに関係なく)動きを持つ2人のプレーヤーのゲームすべてにも適用されます。常に勝つ最適なアルゴリズムはありますか? 個人的な定義:最適なアルゴリズムは、常に勝つ完璧なアルゴリズムです...(決して負けないものではなく、常に勝つものです)

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チューリングの完全性が正しいのはなぜですか?
このメッセージを書くのにデジタルコンピューターを使用しています。このようなマシンには、考えてみると、実際に非常に注目すべき特性があります。適切にプログラムされていれば、可能な計算を実行できるマシンです。 もちろん、何らかの機械を計算することは古代に戻ります。人々は、加算と減算(算盤など)、乗算と除算(スライド規則など)、および惑星の位置の計算機など、よりドメイン固有のマシンを構築しています。 コンピューターの驚くべきことは、それが実行できることです どんな計算です。すべての計算。そして、すべてマシンを再配線する必要はありません。今日、誰もがこの考えを当たり前のように受け止めていますが、立ち止まって考えてみると、そのようなデバイスが可能なのは驚くべきことです。 実際に2つの質問がありますます: 人類はいつそのような機械が可能であると理解したのですか?深刻な疑いがあったことがありますかそれができるかどうかについてはありましたか?これはいつ解決されましたか?(特に、最初の実際の実装の前または後に解決されましたか?) 数学者はどのように証明しましたかは、チューリング完全なマシンが本当にすべてを計算できるをしましたか? その2番目は面倒です。すべての形式には、計算できないものがあるようです。現在、「計算可能な関数」は「チューリングマシンが計算できるもの」と定義されています。しかし、より多くのものを計算できるわずかに強力なマシンがないことをどのようにして知ることができますか?チューリングマシンが正しい抽象化であることをどうやって知るのでしょうか?

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NANDゲートとチューリング完全性との接続
NANDゲートを使用して、すべての真理値表を実装する回路を作成できること、そして最新のコンピューターはNANDゲートで構築されていることを知っています。NANDゲートとチューリング完全性の間の理論的なリンクは何ですか?NANDゲート回路は、チューリングマシンよりも有限オートマトンに近いように思えます。私の直感では、フリップフロップを構築できるため、NANDゲートからレジスタとメモリを構築でき、無限メモリはチューリング完全システムの重要な特性です。もっと理論的または数学的な説明、または何を読むべきかの指針を探しています。

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TMがテープ上のある位置に到達するかどうかは決定可能ですか?
私が解決しようとしている古い試験からこれらの質問があります。各問題の入力は、チューリングマシンエンコードですMMM。 整数c &gt; 1c&gt;1c>1、および次の3つの問題の場合: 入力ごとにバツxx、Mが渡さないのは本当ですか?x | + Cの| x | +c|x|+c|x|+c上で実行されている位置バツxx? バツxxxmax { | x | − c 、1 }max{|x|−c,1}\max \{|x|-c,1 \}バツxx それは、すべての入力のためにというのは本当である、Mが通過しない上で実行されている位置?(| x | + 1 )/ c xバツxx(| x | + 1 )/ c(|x|+1)/c(|x|+1)/cバツxx 決定可能な問題はいくつありますか? 私の意見では、問題番号(1)はにあります。正しいと理解すれば、すべての入力を並行して実行でき、入力がこの位置に達していないことを示すために停止できますで私はの補数減らすことができ気圧をそれに。チューリングマシンを次のように構築します。入力に対して、が計算の履歴であるかどうかをチェックし、そうであれば、は正常に動作し、停止しません。そうでなければ停止します。R M ′ y y M ′coRE ∖ RcoRE∖R\text {coRE} \smallsetminus \text RRR\text …

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決定不能な問題とその否定は決定不能
それにもかかわらず、多くの「有名な」決定不能な問題は、少なくとも半決定的であり、それらの補数は決定不能です。何よりも1つの例は、停止する問題とその補完です。 しかし、問題とその補数の両方が決定不可能であり、半決定不可能である例を誰かに教えてもらえますか?対角化言語Ldについて考えましたが、補数が決定できないとは思えません。 その場合、チューリングマシンMは識別しようとしている言語の一部であるため、代わりに認識される必要がある文字列を「失う」ことができるということですか?


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