在所有输入上最多停止50步的图灵机是否可以确定?


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F={M:M is a TM which stops for every input in at most 50 steps}。我需要确定F是可确定的还是递归可枚举的。我认为这是可以决定的,但我不知道如何证明。

我的想法

这“ 50步”部分立即为我打开了R标志。如果用于特定输入,则可以确定。但是,这里适用于所有输入。检查它的无穷输入使我认为问题是co-RE其补充是可以接受的。

也许,我可以检查配置,发现50个步骤之后的所有配置都不会导致接受状态-我该怎么做?

Answers:


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NN1

正如swegi在较早的响应中所说,如果机器最多经过N步后停止,则磁带上的单元格0,1,,N1才有意义。这样就足以在形式为\\ in \ Sigma ^ N的所有输入字符串中模拟机器M了,其中有一个有限的数。xΣN

  • 如果这些模拟中的任何一个未能通过进入暂停状态转换,这表示任何以开头的输入字符串都是机器在前步内不会停止的输入字符串。NthñxN
  • 如果所有这些模拟都停止了转换,然后在任何长度的所有输入(其中长度的子串就是它所作用的全部)上的步中停止。NthN NMNN

并且-我是否假设的长度大于被自动拒绝?ñxN
约瑟夫2012年

为什么它不能在N个计算步骤中跳到N个单元以外的任何位置?
约瑟夫2012年

@Jozef:模拟仅迭代长度为N的所有可能的输入字符串。您可以遍历更多的字符串,但是您将无法学到更多东西,因为无论如何只有前N个符号很重要。之所以不能超过N个单元,是因为Turing机器(或它们的标准定义)每步仅移动一个单元。
Niel de Beaudrap

是的,我知道了。因此,您只需介意每个单词的前N个符号,即可检查它们的所有组合。为什么删除配置说明?
约瑟夫2012年

如果您查看先前的编辑,它仍然可见。我把它修改为这一点,因为当对方的回答是,也许有趣,很多东西使它“有趣”只是用来掩盖一个事实,即决策程序无非是模拟或多或少的上的长度所有可能的输入。我认为最好将答案修改为更简单的方法,而这基本上是使问题可以解决的根本原因。ñMN
Niel de Beaudrap

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如果以不超过50步的速度停止,则在通常无限的磁带上可以到达的位置将受到限制。因此,无限磁带可以用有限的磁带来模拟。这意味着可以通过有限的自动机模拟磁带。因此,停止不超过50步的图灵机与某些有限自动机相似。M M M 'MMMM

令为的状态集合,为接受状态的集合,为字母。然后,我们建立的状态集,如下所示: 其中是磁带上方读/写头的位置。我们可以将位置限制为因为允许的计算步骤数限制了可到达的位置数。中号˚F Q Γ Q ' 中号' Q ' = { Ñ q s ^ p 一个QMFQΓQMQ={n,q,s,p,a|n{0,...,50}qQ,sΓ,p{50,...,50},aqF}p{50,...,50}

拥有有限自动机的状态意味着我们处于原始自动机的状态,磁带上的在位置处,其中读/写头在第个计算步骤之后定位。如果则状态为接受状态。n,q,s,p,aMqspnatrue

转换混凝土图腾机的过渡关系还需要做更多的工作,但对于原始问题而言却不是必需的,因为它足以表明状态空间是有限的(因此我们可以测试每个输入的最大长度为50每个此类自动机上的符号)。这个想法是建立一个新的过渡关系,从状态到状态 in的个计算步骤当且仅当所述过渡是在原来的过渡关系。Ñ + 1 q 's ^ 'p '一个'Ñ q s ^ p →交通q 's ^ 'p 'n,q,s,p,an+1,q,s,p,anq,s,pq,s,p


您如何在有限的自动机上模拟磁带上的存储,重新访问已读符号的能力?
Niel de Beaudrap

@NieldeBeaudrap:您枚举了整个状态空间,即对有限磁带和图灵机的控制自动机进行模型检查。
swegi 2012年

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鉴于OP正在询问Turing Machines的可计算性的基本问题,您可能希望将该草图解压缩成更完整的内容。(我自己以前从未在计算上下文中听到过“模型检查”一词。)在上下文中,我通常会假设“有限自动机”是指DFA或类似名称,除非您另外指定,否则我不清楚在这种结构中将对应于DFA的输入。如果您只是要表示代表TM可能轨迹的图形,那么我同意。
Niel de Beaudrap

通过模型检查磁带的有限部分,我的意思基本上是您在答案中写的内容:仅测试大小最多为50的每个输入,并检查是否达到接受状态。
swegi 2012年

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我希望人们不再传播“图灵机带需要无限长”的神话。它不是-它可以是有限的,只要根据需要进行扩展即可。
reinierpost 2014年
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