可判定性英文解释翻译、可判定性的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 decidability
分词翻译:
可的英语翻译:
approve; but; can; may; need; yet
判定的英语翻译:
decide; determine; judge
【计】 deciding; decision; decision ******; determinant
【化】 determination
【经】 judgement
专业解析
在汉英词典视角下,“可判定性”(kě pàndìng xìng)对应的英文术语为Decidability。这是一个逻辑学、数学(特别是数理逻辑、递归论)和计算机科学(计算理论)中的核心概念,用于描述特定类型问题的求解特性。
可判定性的详细解释:
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核心定义 (Core Definition):
一个问题(通常形式化为一个集合或一种语言)被称为是可判定的 (Decidable),当且仅当存在一个算法 (Algorithm) 或有效过程 (Effective Procedure),使得对于该问题的任何一个实例 (Any Instance),该算法都能够在有限步骤 (Finite Steps) 内终止,并给出一个明确的“是”或“否”的答案(即判定该实例是否属于该问题所定义的集合或语言)。
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关键要素 (Key Elements):
- 问题 (Problem): 通常指一类具有共同性质的问题实例的集合。例如,“判定一个给定的正整数是否为素数”是一个问题(素数判定问题)。
- 算法/有效过程 (Algorithm/Effective Procedure): 指一组精确、无歧义、能在有限时间内机械执行的操作指令。在图灵机模型中,这对应于一个总能停机的图灵机。
- 有限步骤内终止 (Halts in Finite Steps): 算法不能无限循环,必须对每个输入都给出答案。
- 明确答案 (Definitive Answer): 输出必须是二元结果:“是”(Yes/Accept) 或 “否”(No/Reject)。
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与“可计算性”的关系 (Relation to Computability):
可判定性关注的是判定问题 (Decision Problems),即答案为“是/否”的问题。更广义的概念是可计算性 (Computability) 或可计算函数 (Computable Function),它处理的是计算函数值的问题(输出可能不是简单的“是/否”)。一个判定问题是可判定的,当且仅当它所对应的特征函数 (Characteristic Function) 是可计算的。特征函数是指:当输入属于该问题时输出1(是),不属于时输出0(否)。
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不可判定问题 (Undecidable Problems):
这是可判定性的对立面。一个问题是不可判定的 (Undecidable),如果不存在一个算法能够解决该问题的所有实例。最著名的例子是停机问题 (Halting Problem):不存在一个算法,能够判定任意给定的程序和任意输入,该程序在运行该输入时是否会最终停止(终止)。艾伦·图灵在1936年证明了停机问题的不可判定性,这是计算理论的一个里程碑。
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重要性与应用 (Importance and Applications):
- 理论计算机科学基础: 可判定性是理解计算极限的核心。它揭示了哪些问题在原则上可以由计算机解决(即使效率很低),哪些问题则根本不可能有通用解法。
- 逻辑学基础: 在数理逻辑中,可判定性研究形式系统的性质。例如,一个形式理论是可判定的,如果存在算法判定该理论中的任意语句是否为定理。
- 程序验证与形式方法: 许多程序属性(如某些安全属性)的自动验证问题可能是不可判定的,这促使研究者寻找受限情况下的可判定子问题或近似方法。
- 语言学(形式语言理论): 在乔姆斯基层级中,递归可枚举语言(由0型文法生成)的成员资格问题不一定是可判定的,而上下文无关语言(2型)和正则语言(3型)的成员资格问题是可判定的。
权威参考来源 (Authoritative References):
- Stanford Encyclopedia of Philosophy (SEP) - "Computability and Complexity": 该条目提供了可判定性在哲学和逻辑背景下的清晰概述,并将其置于更广泛的可计算性理论中。SEP是公认的哲学和逻辑学领域权威在线百科全书。(来源:Stanford Encyclopedia of Philosophy)
- Wolfram MathWorld - "Decidable": 提供了数学角度的精确定义和相关概念链接,适合快速查阅。(来源:Wolfram MathWorld)
- Encyclopedia Britannica - "Decidability": 大英百科全书的条目提供了概念的历史背景和在不同学科(逻辑、数学、计算机科学)中的应用简述。(来源:Encyclopedia Britannica)
- Textbooks:
- Michael Sipser. Introduction to the Theory of Computation (3rd ed.). Cengage Learning. 这是计算理论的标准教材,第4章深入讨论了可判定性,包括定义、示例(如DFA接受问题、上下文无关文法空性问题)和不可判定性的证明(如停机问题)。
- Herbert B. Enderton. A Mathematical Introduction to Logic (2nd ed.). Academic Press. 这本经典数理逻辑教材在讨论形式理论时,会涉及理论的可判定性问题。
网络扩展解释
可判定性是计算理论中的核心概念,指存在一种算法能在有限步骤内确定某个命题或问题是否成立。以下是详细解释:
定义与核心特征
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算法确定性
可判定性要求存在明确的判定算法(如图灵机),无论输入是什么,该算法都必定在有限时间内停机,并输出“是”或“否”的结论。
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与可识别性的区别
- 可判定性:算法必须停机并给出答案(如判断一个字符串是否属于某个语言)。
- 可识别性:算法可能对“属于”的情况停机接受,但对“不属于”的情况可能无限循环。
不同计算模型的可判定性
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确定性有限自动机(DFA)
所有与DFA相关的问题(如语言是否为空、是否接受某字符串)均可判定。
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图灵机(TM)
大多数问题不可判定,例如停机问题(无法判断任意图灵机是否停机)。
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下推自动机(PDA)
部分问题可判定(如接受性问题),但如语言等价性问题则不可判定。
应用与意义
- 自动推理:可判定性保证系统能有效验证命题的真假,例如形式化验证中的模型检测。
- 计算机局限性:通过不可判定问题(如停机问题),揭示了算法无法解决所有数学或逻辑问题的本质。
示例
- 可判定问题:判断正则文法生成的语言是否为空集(存在算法验证)。
- 不可判定问题:判断两个上下文无关文法是否等价(无通用算法解决)。
如需进一步了解具体算法或证明,可参考计算理论教材或相关学术资源。
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