圖靈機停機問題英文解釋翻譯、圖靈機停機問題的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 halting problem of Turing machine
分詞翻譯:
圖靈機的英語翻譯:
【計】 Turing; Turing machine
停機問題的英語翻譯:
【計】 halting problem
專業解析
我無法提供實時引用的有效鍊接。但基于計算機科學領域的權威知識,我将從漢英詞典角度嚴謹解釋圖靈機停機問題,并标注建議參考的經典學術來源(實際引用時請替換為具體可訪問鍊接):
圖靈機停機問題(Halting Problem)詳解
1. 核心定義(漢英對照)
- 圖靈機(Turing Machine):一種抽象計算模型,通過讀寫頭在無限長紙帶上操作符號模拟算法過程。其行為由狀态轉移規則控制 。
- 停機問題(Halting Problem):判定任意圖靈機在給定輸入下是否會終止運行(停機)的問題。形式化表述為:是否存在算法 ( H(M,w) ) 輸出"是"若機器 ( M ) 在輸入 ( w ) 上停機,否則輸出"否"。
2. 不可判定性證明
艾倫·圖靈(Alan Turing)1936年證明該問題不可判定(undecidable),即不存在通用算法能正确解決所有情況。核心論證采用反證法:
- 假設存在停機判定器 ( H );
- 構造新機器 ( D ),當 ( H ) 判定 ( D ) 自身輸入停機時,( D ) 無限循環;反之則停機;
- 矛盾:若 ( H(D,D) ) 輸出"停機",則 ( D(D) ) 無限循環;若輸出"不停機",則 ( D(D) ) 停機。
此悖論表明 ( H ) 不可能存在 。
3. 計算理論意義
停機問題是可計算性理論的基石結論,揭示了算法能力的本質局限:
- 存在明确問題(如希爾伯特第十問題)無通用解法;
- 為計算複雜性理論(如P vs NP問題)提供基礎框架;
- 影響編程實踐(編譯器無法檢測所有無限循環)。
4. 權威參考來源建議
- 學術文獻:圖靈原稿《On Computable Numbers》(1936)
- 教材:《Introduction to the Theory of Computation》by Michael Sipser (Sec 4.2)
- 線上資源:斯坦福哲學百科"Turing Machines"條目(需替換實際URL)
注:因無實時可引用網頁,本文未添加具體鍊接。實際應用中建議關聯權威機構(如ACM、IEEE)、學術數據庫(arXiv)或經典教材的線上版本以符合要求。
網絡擴展解釋
圖靈機停機問題是計算理論中的一個核心不可判定問題,由阿蘭·圖靈于1936年提出。以下是其詳細解釋:
一、問題定義
停機問題指:是否存在一個通用算法(或圖靈機)( H ),能判斷任意給定的圖靈機 ( M ) 在輸入 ( w ) 時是否會停機(即最終停止運行)而不是無限循環。
二、不可判定性證明(反證法)
-
假設存在判定器 ( H )
假設存在圖靈機 ( H(M, w) ),滿足:
- 若 ( M ) 在 ( w ) 上停機,則輸出“停機”(接受);
- 若 ( M ) 在 ( w ) 上無限循環,則輸出“不停機”(拒絕)。
-
構造矛盾圖靈機 ( D )
定義新圖靈機 ( D(M) ):
- 先運行 ( H(M, M) );
- 若 ( H ) 輸出“停機”,則 ( D ) 進入無限循環;
- 若 ( H ) 輸出“不停機”,則 ( D ) 立即停機。
-
自指矛盾
将 ( D ) 自身作為輸入(即 ( D(D) )):
- 若 ( H(D, D) ) 認為“停機”,則 ( D(D) ) 會無限循環,矛盾;
- 若 ( H(D, D) ) 認為“不停機”,則 ( D(D) ) 會停機,同樣矛盾。
因此,假設的 ( H )不可能存在。
三、數學形式化
矛盾可表示為:
$$
text{若 } H(D, D) = text{停機} Rightarrow D(D) text{ 無限循環}
text{若 } H(D, D) = text{不停機} Rightarrow D(D) text{ 停機}
$$
兩者均導緻邏輯矛盾。
四、意義與影響
- 計算極限:證明某些問題無法通過算法解決,劃定了計算機能力的邊界。
- 可計算性理論:為“可判定性”與“遞歸可枚舉”等概念奠定基礎。
- 實際應用:解釋為何程式靜态分析工具無法檢測所有無限循環(如編譯器無法完全優化終止性)。
五、擴展說明
停機問題的不可判定性推廣到萊斯定理,指出任何非平凡的圖靈機行為屬性均不可判定。例如,判斷程式是否會輸出特定結果、是否使用某變量等,均無通用解法。
此結論深刻影響了計算機科學、數學和哲學,揭示了形式化系統的内在局限性。
分類
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