Theory 图灵完备是什么?

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“图灵完成”是什么意思

你能给出一个简单的解释,而不涉及太多的理论细节吗?

来自:

图灵完整性,以艾伦命名 图灵的重要性在于 计算机系统的合理设计 到目前为止先进的设备可以被模拟 通过通用图灵机-一个 被称为 教堂图灵理论。因此 可以作为通用机器的机器 图灵机原则上可以, 执行任何其他计算 可编程计算机能够进行编程。 然而,这与我们无关 编写程序所需的工作量 对于机器,可能需要的时间 让机器执行以下操作: 计算能力,或 机器可能拥有不相关的信息 计算

而真正的图灵机 很可能是物理上不可能的, 因为它们需要无限的存储空间, 图灵完整性通常是松散的 归因于物理机器或 编程语言将是 如果他们有无限的 存储所有现代计算机都是计算机 图灵完全在这个意义上


除了说“图灵完成意味着‘在足够的时间和空间内能够回答可计算的问题’”,我不知道你怎么会比这更不专业。

以下是最简单的解释:

图灵完整系统是指一个系统,在该系统中可以编写一个程序来找到答案(尽管没有关于运行时间或内存的保证)

所以,如果有人说“我的新东西是图灵完全的”,这意味着在原则上(虽然通常不是在实践中),它可以用来解决任何计算问题


有时候这只是个玩笑。。。一个家伙用虚拟仪器写了一个图灵机器模拟器,所以可以说虚拟仪器是世界上唯一需要的计算引擎。

我认为“图灵完整”概念的重要性在于能够识别一台计算机器(不一定是一台机械/电气“计算机”)可以将其过程分解为“简单”指令,由越来越简单的指令组成,通用机器可以解释并执行这些指令

我强烈推荐带注释的图灵

@马克,我认为你所解释的是通用图灵机和图灵机的混合描述


在实际意义上,图灵完备的东西将是一台机器/过程/计算,能够被编写并表示为一个程序,由一台通用机器(台式计算机)执行。尽管它没有考虑时间或存储,正如其他人所提到的。

图灵完成意味着它至少和一个处理器一样强大。这意味着任何可以由图灵机器计算的东西都可以由图灵完整系统计算

还没有人发现一个系统比图灵机器更强大。因此,就目前而言,说一个系统是图灵完备的,就等于说该系统与任何已知的计算系统一样强大(请参见)


图灵完成意味着它至少和图灵机器一样强大

我认为这是错误的,如果一个系统的功能与图灵机器一样强大,那么它就是图灵完备的,也就是说,机器完成的每一次计算都可以由系统完成,但系统完成的每一次计算都可以由图灵机完成。

非正式定义 图灵完备语言是一种可以执行任何计算的语言。表示任何可执行的计算都可以由图灵机完成。A是一台具有无限随机访问内存的机器,是一个有限的“程序”,它规定何时应该在内存中读、写和移动,何时应该以特定结果终止,以及下一步应该做什么。图灵机的输入在启动前被放入内存中

使语言不完整的东西 图灵机可以根据它在内存中看到的内容做出决策——只支持
+
-
*
、和
/
整数的“语言”不是图灵机,因为它不能根据输入做出选择,但图灵机可以

图灵机可以永远运行-如果我们使用Java、Javascript或Python,并删除了执行任何类型的循环、转到或函数调用的功能,它就不会是图灵机完整的,因为它无法执行永远无法完成的任意计算。是一个定理证明器,它不能表示不终止的程序,所以它不是图灵完备的

图灵机可以使用无限内存——一种与Java完全相同但一旦使用超过4G内存就会终止的语言不会是图灵机,因为图灵机可以使用无限内存。这就是为什么我们不能真正构建一个图灵机,但是Java仍然是一种图灵机完整语言,因为Java语言没有限制它使用无限内存。这是正则表达式不是图灵完全的原因之一

图灵机具有随机访问内存——一种只允许通过
推送
pop
操作对堆栈进行内存处理的语言将无法完成图灵机。如果我有一种“语言”可以读取字符串一次,并且只能通过从堆栈中按下和弹出来使用内存,那么它可以告诉我字符串中的每个
)是否都有自己的
,稍后当它看到
并在看到
时弹出)
。然而,它不能告诉我每个
以后都有自己的
,每个
[
以后都有自己的
]
(注意
([)]
满足这个标准,但
([]
不满足)。图灵机器可以使用随机访问内存来跟踪
)和
[]