圖靈機(jī)的形式化
一臺圖靈機(jī)是一個七元組?[2]?酸茴,{Q,Σ兢交,Γ薪捍,δ,q0,qaccept,qreject}配喳,其中 Q飘诗,Σ,Γ 都是有限集合界逛,且滿足
1.Q 是狀態(tài)集合昆稿;
2.Σ 是輸入字母表,其中不包含特殊的空白符息拜;
3.Γ 是帶字母表溉潭,其中 □∈Γ且Σ∈Γ 净响;
4. δ:Q×「→Q×Γ×{L,R}是轉(zhuǎn)移函數(shù)喳瓣,其中L,R 表示讀寫頭是向左移還是向右移馋贤;
5.q0∈Q是起始狀態(tài);
6. qaccept是接受狀態(tài)畏陕。
7.qreject是拒絕狀態(tài)配乓,且qreject≠qaccept。?[3]
圖靈機(jī) M = (Q惠毁,Σ犹芹,Γ,δ鞠绰,q0,qaccept,qreject) 將以如下方式運(yùn)作:
開始的時候?qū)⑤斎敕柎?從左到右依此填在紙帶的第 號格子上腰埂, 其他格子保持空白(即填以空白符)。M 的讀寫頭指向第 0 號格子蜈膨, M 處于狀態(tài) q0屿笼。機(jī)器開始運(yùn)行后,按照轉(zhuǎn)移函數(shù) δ 所描述的規(guī)則進(jìn)行計算翁巍。例如驴一,若當(dāng)前機(jī)器的狀態(tài)為 q,讀寫頭所指的格子中的符號為 x灶壶, 設(shè) δ(q,x) = (q',x',L)肝断, 則機(jī)器進(jìn)入新狀態(tài) q', 將讀寫頭所指的格子中的符號改為 x'例朱, 然后將讀寫頭向左移動一個格子孝情。若在某一時刻鱼蝉,讀寫頭所指的是第 0 號格子洒嗤, 但根據(jù)轉(zhuǎn)移函數(shù)它下一步將繼續(xù)向左移,這時它停在原地不動魁亦。換句話說渔隶,讀寫頭始終不移出紙帶的左邊界。若在某個時刻 M 根據(jù)轉(zhuǎn)移函數(shù)進(jìn)入了狀態(tài) qaccept洁奈, 則它立刻停機(jī)并接受輸入的字符串间唉; 若在某個時刻 M 根據(jù)轉(zhuǎn)移函數(shù)進(jìn)入了狀態(tài) qreject, 則它立刻停機(jī)并拒絕輸入的字符串利术。
注意呈野,轉(zhuǎn)移函數(shù) δ 是一個部分函數(shù), 換句話說對于某些 q,x印叁, δ(q,x) 可能沒有定義被冒, 如果在運(yùn)行中遇到下一個操作沒有定義的情況军掂, 機(jī)器將立刻停機(jī)。