
【计】 register machine
register
【计】 R; RALU; register
【化】 memory; registor
chance; crucial point; engine; machine; occasion; organic; pivot; plane
flexible
【医】 machine
寄存器机(Register Machine),又称注册机,是一种抽象的计算模型,在计算理论中与图灵机等价,用于研究计算的可计算性和复杂性。其核心特征是通过有限数量的寄存器(Register)存储非负整数,并执行一组预定义的指令(Instruction)来操作这些寄存器的值,从而模拟计算过程。
寄存器(Register)
寄存器是存储单元,每个寄存器可保存一个非负整数(通常初始化为0)。指令通过名称(如R1, R2)引用特定寄存器进行读写操作。
指令集(Instruction Set)
典型指令包括:
r
的值加1(如:R1 ← R1 + 1)。r
的值大于0,则减1;否则无操作。指令按顺序执行,跳转指令可改变执行流程。
计算能力
寄存器机被证明与图灵机具有相同的计算能力,可计算所有图灵可计算函数,是研究算法和可计算性的基础模型之一。
Michael Sipser 著,第3章详细讨论寄存器机模型及其与图灵机的等价性。
"Turing Machines"条目对比寄存器机与其他计算模型。
"Register Machines and the P=NP Problem"(arXiv:2105.02247)探讨寄存器机在复杂性理论中的应用。
中文术语 | 英文术语 |
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寄存器机 | Register Machine |
寄存器 | Register |
指令集 | Instruction Set |
增量指令 | INC (Increment) |
减量指令 | DEC (Decrement) |
跳转指令 | Jump Instruction |
寄存器机通过极简的指令集和存储结构,揭示了计算本质的数学抽象,是连接理论计算机科学与实际计算系统的桥梁。
寄存器机(Register Machine)是理论计算机科学和数理逻辑中的一种抽象计算模型,其计算能力与图灵机等价,但通过寄存器和简单指令实现计算。以下是详细解释:
寄存器机是一种通过有限指令操作寄存器的计算模型。它的核心特征是:
A: R1+ → B
(寄存器R1加1后跳转到指令B);B: R2- → C
(若R2>0则减1并跳转到C,否则顺序执行下一条指令);物理寄存器(如CPU中的寄存器)是硬件组件,用于暂存指令或数据,而寄存器机是抽象数学模型,二者属于不同层级的概念。前者关注硬件实现(如速度、容量),后者关注计算能力的理论边界。
总结来看,寄存器机通过极简规则展现了计算的本质:复杂功能可由简单机械操作逐步构建,这一思想深刻影响了计算机科学的基础理论。
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