多带图灵机模型

计算复杂性理论中常用的一种计算模型,它是简单图灵机的一种推广。多带图灵机由一个有穷控制器、一条输入带、一条输出带和 κ条工作带组成。每条带上有一个读写头与有穷控制器相连。每条带都被分成一个个的方格,在每个方格上可以写下一个字母,这些字母均取自一个字母表∑。有穷控制器在任何时候都处在某个状态q,而q属于某个有穷状态集合 Q。在任何一个时刻,机器总是根据自己目前状态qQ以及它的输入带头和工作带头正在扫视κ+1个符号的情况来决定下面三个动作:

(1)下一步应该转向Q中的哪个状态;

(2)应该把当前扫视的κ条工作带和输出带上的符号分别改成什么符号(输入带上符号不改写);

(3)把这 κ+2个带头各自向左还是向右移一格(也可以不动)。一个图灵机就是从上面两个条件到三个动作的一个具体规定。这个规定就是图灵机的程序,可以用列表的方法给出。开始时,机器处在一个特定的状态q0Q。原始数据是一个长度为n的符号串,放在输入带上,输入带头指向该串的最左符号,其余各带全为空白。然后机器严格按规定(程序)一步步动作下去,一直到没有定义而停机。这时输出带上的内容即被认为是计算的结果。对于长度为n的输入,机器从开始到停机的总步数称为串行时间;所用过的工作带上的方格数称为空间;从开始到停机各工作带头改变方向的总次数称为巡回。它们都是n的函数。

分类标签: 图灵机 一个 带头
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