
- •Н. Г. Моисеев математическая логика и теория алгоритмов
- •Оглавление
- •Предисловие
- •Введение
- •Техника безопасности при выполнении лабораторных работ
- •1. Общие требования безопасности
- •2. Требования безопасности перед началом работы
- •3. Требования безопасности во время работы
- •4. Требования безопасности в аварийной обстановке
- •5. Требования безопасности по окончании работы
- •6. Ответственность
- •Лабораторная работа № 1 алгебра высказываний и логические операции над ними
- •1.1. Теоретическая часть
- •1.1.1. Высказывания и операции над ними. Понятие высказывания
- •1.1.2. Логические операции над высказываниями
- •1.2. Задания к выполнению работы
- •1.3. Контрольные вопросы
- •2.1.1. Формулы алгебры высказываний
- •2.1.1. Равносильные формулы алгебры высказываний
- •I. Основные равносильности:
- •II. Равносильности, выражающие одни логические операции через другие:
- •III. Равносильности, выражающие основные законы алгебры логики:
- •2.2. Задания к выполнению работы
- •2.3. Контрольные вопросы
- •Учебно-методическое обеспечение
- •Лабораторная работа № 3 функции алгебры логики. Совершенные нормальные формы
- •3.1. Теоретическая часть
- •3.1.1. Функции алгебры логики
- •3.1.2. Представление произвольной функции алгебры логики в виде формулы алгебры логики
- •3.1.3. Закон двойственности
- •3.1.4. Дизъюнктивная нормальная форма (днф) и совершенная дизъюнктивная нормальная форма (сднф)
- •3.1.5. Конъюнктивная нормальная форма (кнф) и совершенная конъюнктивная нормальная форма (скнф)
- •3.1.6. Проблема разрешимости
- •3.2. Задания к выполнению работы
- •Сднф и скнф операции конъюнкции
- •3.3. Контрольные вопросы
- •4.1.1. Основные понятия релейно-контакных схем
- •4.1.2. Реализация с помощью релейно-контакных схем основных логических операций
- •4.2. Задания к выполнению работы
- •4.3. Контрольные вопросы
- •5.2. Задания к выполнению работы
- •5.3. Контрольные вопросы
- •Учебно-методическое обеспечение
- •Лабораторная работа № 6 построение доказательств в логике высказываний
- •6.1. Теоретическая часть
- •6.1.1. Основные понятия и определения, используемые при построении доказательств в логике высказываний
- •6.1.2. Аксиоматический метод доказательства логических выражений
- •6.1.3. Конструктивный метод доказательства логических выражений
- •Метод доказательства логических выражений
- •6.1.4. Принцип резолюций
- •6.1.5. Метод Вонга
- •6.1.6. Метод натурального исчисления
- •6.2. Задания к выполнению работы
- •6.3. Контрольные вопросы
- •7.1.1. Составление легенд на основе клауз
- •7.1.2. Составление клауз на основе легенд
- •7.2. Задания к выполнению работы
- •7.3. Контрольные вопросы
- •8.1.1. Формулы исчисления высказываний
- •8.1.2. Определение доказуемой формулы
- •1. Система аксиом исчисления высказываний
- •2. Правила вывода
- •1. Правило подстановки
- •2. Правило заключения.
- •3. Определение доказуемой формулы
- •8.1.3. Производные правила вывода
- •8.1.4. Понятие выводимости формулы из совокупности формул
- •8.1.5. Понятие вывода
- •8.1.6. Правила выводимости
- •13. Правило исключения третьего в доказуемых формулах
- •8.1.7. Связь между алгеброй высказываний и исчислением высказываний
- •Теоремы, устанавливающие связь между алгеброй высказываний и исчислением высказываний
- •8.2. Задания к выполнению работы
- •8.3. Контрольные вопросы
- •9.1.1. Логические операции над предикатами
- •9.1.2. Кванторные операции
- •9.1.3. Понятие формулы логики предикатов
- •9.1.4. Значение формулы логики предикатов
- •9.1.5. Равносильные формулы логики предикатов
- •9.1.6. Предваренная нормальная форма
- •9.1.7. Общезначимость и выполнимость формул
- •9.2. Задания к выполнению работы
- •9.3. Контрольные вопросы
- •Учебно-методическое обеспечение
- •Лабораторная работа № 10 алгоритмы и их применение
- •10.1. Теоретическая часть
- •10.1.1. Характерные черты алгоритма и основные требования к алгоритмическим процедурам
- •10.1.2. Классификация алгоритмических моделей
- •10.1.3. Машины Тьюринга
- •Тьюрингова функциональная схема
- •Программа (схема) работы машины Тьюринга,
- •10.2. Задания к выполнению работы
- •10.3. Контрольные вопросы
- •Учебно-методическое обеспечение
- •Заключение
- •424000 Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3
- •424006 Йошкар-Ола, ул. Панфилова, 17
Программа (схема) работы машины Тьюринга,
реализующей алгоритм примера 10.7
Состояние машины Тьюринга |
Последовательность букв внешнего алфавита (слова) |
|
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В заключение
необходимо отметить, что созданная нами
машина Тьюринга может применяться не
только к словам в алфавите
,
представляющим собой записанные подряд
единиц при
.
Она применима и ко многим другим словам
в этом алфавите, например,: 1011, 10011, 111011,
11011, 1100111, 1001111, 10111, 10110111 и т.д. (исходя из
стандартного начального положения у
первой единицы справа).
Однако оказывается, что она неприменима к ряду слов, отвечающих условию , то есть при подаче этих слов она будет работать вечно, вместо того, чтобы остановиться. Например, она неприменима к следующим словам: 101, 1001, 11101, 101101, 1100101101 и т.д.
Рассмотрим работу машины применительно к слову 1001. Конфигурации работы приведены ниже.
;
;
;
;
;
и т.д.
10.2. Задания к выполнению работы
Применение машин Тьюринга к словам
1. Определить, какую функцию вычисляет машина Тьюринга с программой команд, представленных в таблице:
-
Состояние машины
2. Убедиться, что
машина с алфавитом
и программой
-
Состояние машины
каждое слово длины
алфавита
перерабатывает в слово длины r
(
r
– остаток
от деления
числа
на 3).
3.Рассмотреть, как работает машина Тьюринга, заданная функциональной схемой (табл.10.5),
Таблица 10.5
-
Состояние машины
Тьюринга
Последовательность букв внешнего алфавита (слова)
и показать в соответствии с вариантом задания все конфигурации тактов работы машины до их повторения или останова, если начальная конфигурация имеет вид, определенный табл. 10.6.
Таблица 10.6
Начальные конфигурации машины Тьюринга
-
№
варианта
Начальная
конфигурация
№
варианта
Начальная
конфигурация
1
16
2
17
3
18
4
19
5
20
6
21
7
22
8
23
9
24
10
25
11
26
12
27
13
28
14
29
15
30
Конструирование машин Тьюринга
1. Построить в соответствии с заданным вариантом машину Тьюринга, реализующую алгоритм вычисления функций, представленных в табл. 10.7. Записать все конфигурации тактов работы машины при равном номеру варианта задания.
Таблица 10.7
Функции для построения схем(программ) машин Тьюринга
-
№
варианта
№
варианта
№
варианта
1
11
0
21
2
12
22
3
13
23
4
14
24
5
15
25
6
16
26
7
17
27
8
18
28
9
19
29
10
20
30
2. Построить машину
Тьюринга, которая из
подряд записанных единиц оставляла бы
на ленте
единицы, также записанных подряд, если
,
и работала бы вечно, если
или
.
3. Построить машину
Тьюринга, которая применима ко всем
словам в алфавите
и делает следующее: любое слово
,
где
или
(
),
преобразует в слово
.
4. Построить машину Тьюринга для вычисления функции
5. Построить машину Тьюринга для вычисления функции
6. Записать в алфавите программу работы машины Тьюринга для вычисления функции