Tüm girişlerde en fazla 50 adımda duran Turing makineleri seti karar verilebilir mi?


19

Let F={M:M is a TM which stops for every input in at most 50 steps} . F'nin karar verilebilir mi yoksa yinelemeli olarak numaralandırılabilir mi olduğuna karar vermeliyim. Bence karar verilebilir, ama bunu nasıl kanıtlayacağımı bilmiyorum.

Düşüncelerim

Bu "50 adım" kısmı hemen R işaretini benim için çeviriyor . Belirli bir girdi için olsa, karar verilebilir. Ancak, burada her girdi için. Sonsuz girdiler için kontrol edilmesi, sorunun eş-RE olduğunu , yani tamamlayıcısının kabul edilebilir olduğunu düşündürüyor .

Belki de yapılandırmaları kontrol edebilir ve 50 adımdan sonra tüm yapılandırmaların durumu kabul etmediğini görebilirim - bunu nasıl yapabilirim?

Yanıtlar:


21

NN1

Daha önceki bir cevapta swegi'nin belirttiği gibi, makine en fazla adımından sonra durursa, banttaki sadece hücreleri önemlidir. Daha sonra makine taklit etmek için yeterli üzerindeki tüm giriş dizeleri formun sonlu vardır, bunlardan.N0,1,,N1MxΣN

  • Bu simülasyonlardan herhangi biri Tarafından durdurma durumuna giremezseBu, ile başlayan herhangi bir giriş dizesinin , makinenin ilk adımda durmadığı bir giriş dizesi olduğunu gösterir .N-inciKxN-
  • Bu simülasyonlar tümünü durdurmak halinde N-incidaha sonra , N uzunluğunda ( N uzunluğunun alt dizisi, üzerinde çalıştığı her şeydir) tüm girdilerde N adımlarında durur .MN-N-

Ve- uzunluğu N'den daha uzun olacak şekilde otomatik olarak reddedilecek mi? xN-
Jozef

Neden hesaplamanın N adımlarında N hücresinden başka bir yere atlayamazsınız?
Jozef

@Jozef: Simülasyonlar sadece N uzunluğundaki tüm olası giriş dizelerini yineler . Daha fazla dizeyi yineleyebilirsiniz, ancak daha fazla şey öğrenemezsiniz, çünkü sadece ilk N sembolleri zaten önemlidir. N hücrelerinden daha ileri gidememesinin nedeni Turing makinelerinin (veya bunların standart tanımının) adım başına sadece bir hücre hareket etmesidir.
Niel de Beaudrap

Doğru, anladım. böylece her kelimenin sadece ilk N sembolünü görürsünüz, böylece bunların tüm kombinasyonlarını kontrol edersiniz. yapılandırma açıklamasını neden sildiniz?
Jozef

Önceki düzenlemelere bakarsanız hala görülebilir. Bunu bu şekilde revize ettim çünkü diğer cevap belki ilginç olsa da, onu "ilginç" hale getiren şeylerin çoğu, karar prosedürünün N uzunluğunun tüm olası girişlerinde simüle etmekten başka bir şey olmadığı gerçeğini gizlemeye hizmet etti . Cevabı çok daha basit bir şeye revize etmenin daha iyi olduğunu düşündüm ve bu da temelde sorunu aşikâr yapan şeyin köküne ulaştı. MN-
Niel de Beaudrap

4

Eğer en çok 50 adımda durur pozisyonlardan M sınırlıdır normal sonsuz banda ulaşabilir. Böylece sonsuz bant sonlu bir bantla simüle edilebilir. Bu, bandın sonlu bir otomat ile simüle edilebileceği anlamına gelir. Turing makinesi olup, aşağıdaki E en fazla 50 adımda durur bir FA için bisimilar olan M ' .MMMM'

Let eyaletlerinde kümesi M , F Q kabul durumları kümesi ve Γ alfabesi olması. Sonra durumlarının kümesi oluşturmak Q ' ve M ' aşağıdaki gibidir: Q ' = { n , q , s , s , bir SMFSΓQM ; burada p , okuma / yazma kafasının bandın üzerindeki konumudur. Pozisyonu { - 50 , ile sınırlayabiliriz . . . , 50 }, çünkü izin verilen bilgi işlem adımlarının sayısı ulaşılabilir konumların sayısını sınırlar.Q={n,q,s,p,a|n{0,...,50}qQ,sΓ,p{50,...,50},aqF}p{50,...,50}

Bir durum olması FA ve M ' Devletin altındadır o zaman aracı q orijinal otomatın, s pozisyonunda banda p okuma / yazma kafası konumlandırılmış da burada , n . hesaplama adımından sonra . Durum ise, bir kabul eden biri bir t r u e .n,q,s,p,aMqspnatrue

Bir beton turing makinesinin geçiş ilişkisini dönüştürmek biraz daha fazla iştir, ancak orijinal soru için gerekli değildir, çünkü durum uzayının sınırlı olduğunu göstermek yeterlidir (ve böylece her girişi en fazla 50 uzunlukta test edebiliriz) her bir otomat üzerindeki semboller). Fikri bir durumdan geçer yeni geçiş ilişkisini kurmak için bir duruma , n + 1 , q ' , s ' , p ' , bir ' içinde nn,q,s,p,an+1,q,s,p,an-inci geçiş IFF adım işlem orijinal geçiş ilişki olduğu görüldü.q,s,pq,s,p


Banttaki depolamayı, yani önceden okumuş olduğunuz sembolleri sonlu bir otomatta nasıl yeniden ziyaret edebileceğinizi nasıl simüle edersiniz?
Niel de Beaudrap

@NieldeBeaudrap: Tüm durum alanını numaralandırırsınız, yani sonlu bandın ve turing makinesinin kontrol otomasyonunun model kontrolünü yaparsınız.
swegi

1
OP'nin Turing Makineleri için hesaplanabilirlikle ilgili temel sorular sorduğu göz önüne alındığında, bu çizimi daha dolgun bir şeyden çıkarmak isteyebilirsiniz. (Ben daha önce hiç bir hesaplama bağlamında "model kontrolü" ifadesini hiç duymamıştım.) Bağlamda, 'sonlu otomat' ile tipik olarak, aksi belirtilmedikçe bir DFA veya benzeri anlamına geleceğinizi varsayardım ve bana ne olduğu açık değil böyle bir yapıda DFA'nın girdisine karşılık gelir. Sadece TM'nin olası yörüngelerini temsil eden bir grafik kastediyorsanız, kabul ediyorum.
Niel de Beaudrap

Modelin bantın sonlu kısmını kontrol ederek temel olarak cevabınızda yazdıklarınızı kastediyorum: sadece her boyut girişini en fazla 50 test edin ve kabul eden bir duruma ulaşılıp ulaşılmadığını kontrol edin.
swegi

1
Keşke insanlar bir Turing makine bandının sonsuz olması gerektiği efsanesini yaymayı bırakabilirlerdi. Olmaz - gerektiği kadar uzatıldığı sürece sonlu olabilir.
reinierpost
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.