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可计算性理论的简单小结

已有 7589 次阅读 2010-3-14 21:31 |个人分类:电子信息工程与计算机科学|系统分类:科研笔记| 可计算性

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1.可计算性理论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。

2.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。

3.图灵机是一种在理论计算机科学中广泛采用的抽象计算机,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。

4.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

5.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



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