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停机问题

指数 停机问题

停机问题()是逻辑数学中可计算性理论的一个问题。通俗地说,停机问题就是判断任意一个程序是否能在有限的时间之内结束运行的问题。该问题等价于如下的判定问题:是否存在一个程序P,对于任意输入的程序w,能够判断w会在有限时间内结束或者死循环。 艾伦·图灵在1936年用對角論證法证明了,不存在解决停机问题的通用算法。这个证明的关键在于对计算机和程序的数学定义,这被称为图灵机。停机问题在图灵机上是不可判定问题。这是最早提出的决定性问题之一。 用数学语言描述,则其本质问题为: 给定一个图灵机T,和一个任意语言集合S,是否T会最终停机于每一个 s \in S。其意义相同于可确定语言。显然任意有限 S 是可判定性的,可数的(countable)S 也是可停机的。 停机问题包含了自我指涉,本质是一阶逻辑的不自洽性和不完备性,类似的命题有理发师悖论、全能悖论等。.

15 关系: 可判定性可计算性理论完备性對角論證法一阶逻辑伪代码当且仅当哥德尔不完备定理图灵机理发师悖论程序自指艾伦·图灵集合数理逻辑

可判定性

没有描述。

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可计算性理论

在计算机科学中,可计算性理论(Computability theory)作为计算理论的一个分支,研究在不同的计算模型下哪些算法问题能够被解决。相对应的,计算理论的另一块主要内容,计算复杂性理论考虑一个问题怎样才能被有效的解决。.

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完备性

在数学及其相关领域中,一个对象具有完备性,即它不需要添加任何其他元素,这个对象也可称为完备的或完全的。更精确地,可以从多个不同的角度来描述这个定义,同时可以引入完备化这个概念。但是在不同的领域中,“完备”也有不同的含义,特别是在某些领域中,“完备化”的过程并不称为“完备化”,另有其他的表述,请参考代数闭域、紧化或哥德尔不完备定理。.

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對角論證法

对角论证法是乔治·康托尔於1891年提出的用于说明实数集合是不可数集的证明。 对角线法并非康托尔关于实数不可数的第一个证明,而是发表在他第一个证明的三年后。他的第一个证明既未用到十进制展开也未用到任何其它數系。自从该技巧第一次使用以来,在很大范围内的证明中都用到了类似的证明构造方法,它們一般亦稱為對角論證法。.

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一阶逻辑

一阶逻辑是使用於数学、哲学、语言学及電腦科學中的一种形式系统。 過去一百多年,一階邏輯出現過許多種名稱,包括:一阶斷言演算、低階斷言演算、量化理論或斷言逻辑(一個較不精確的用詞)。一階邏輯和命題邏輯的不同之處在於,一階邏輯有使用量化變數。一個一階邏輯,若具有由一系列量化變數、一個以上有意義的斷言字母及包含了有意義的斷言字母的純公理所組成的特定論域,即是一個一階理論。 一階邏輯和其他高階邏輯不同之處在於,高階邏輯的斷言可以有斷言或函數當做引數,且允許斷言量詞或函數量詞的(同時或不同時)存在。在一階邏輯中,斷言通常和集合相關連。在有意義的高階邏輯中,斷言則會被解釋為集合的集合。 存在許多對一階邏輯是可靠(所有可證的敘述皆為真)且完備(所有為真的敘述皆可證)的演繹系統。雖然一階邏輯的邏輯歸結只是半可判定性的,但還是有許多用於一階邏輯上的自動定理證明。一階邏輯也符合一些使其能通過證明論分析的元邏輯定理,如勒文海姆–斯科倫定理及緊緻性定理。 一階邏輯是數學基礎中很重要的一部份,因為它是公理系統的標準形式邏輯。許多常見的公理系統,如一階皮亞諾公理和包含策梅洛-弗蘭克爾集合論的公理化集合論等,都可以形式化成一階理論。然而,一階定理並沒有能力去完整描述及範疇性地建構如自然數或實數之類無限的概念。這些結構的公理系統可以由如二階邏輯之類更強的邏輯來取得。.

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伪代码

伪代码(pseudocode),又称为虚拟代码,是高层次描述算法的一种方法。它不是一种现实存在的编程语言(已经出现了类似伪代码的语言,参见Nuva);它可能综合使用多种编程语言的语法、保留字,甚至会用到自然语言。 它以编程语言的书写形式指明算法的职能。相比于程序语言(例如Java、C++、C、Delphi 等等)它更类似自然语言。它是--、不标准的语言。我们可以将整个算法运行过程的结构用接近自然语言的形式(这里可以使用任何一种作者熟悉的文字,例如中文、英文,重点是将程序的意思表达出来)描述出来。使用伪代码,可以帮助我们更好的表述算法,不用拘泥于具体的实现。 人们在用不同的编程语言实现同一个算法时意识到,他们做出来的实现(而非功能)很不同。程序员要理解一个用他并不熟悉的编程语言编写的程序,可能是很困难的,因为程序语言的形式限制了程序员对程序关键部分的理解。伪代码就这样应运而生了。 当考虑算法功能(而不是其语言实现)时,伪代码常常得到应用。计算机科学在教学中通常使用伪代码,以使得所有的程序员都能理解。.

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当且仅当

当且仅当(If and only if)(中国大陆又称作当且--仅当,臺灣又称作若且--唯若),在--邏輯中,逻辑算符反互斥或閘(exclusive or)是对两个运算元的一种邏輯分析类型,符号为XNOR或ENOR或\Leftrightarrow。与一般的邏輯或非NOR不同,當兩兩數值相同為是,而數值不同時為否。在数学、哲学、逻辑学以及其他一些技术性领域中被用来表示“在,并且仅仅在这些条件成立的时候”之意,在英语中的对应标记为iff。“A当且仅当B”其他等价的说法有“当且仅当A則B”;“A是B的充分必要条件(充要條件)”。 一般而言,當我們看到“A当且仅当B”,我們可以知道“如果A成立時,則B一定成立;如果B成立時,則A也一定成立”;“如果A不成立時,則B一定不成立;如果B不成立時,則A也一定不成立”。.

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哥德尔不完备定理

在数理逻辑中,哥德尔不完备定理是库尔特·哥德尔于1931年证明并发表的两条定理。简单地说,第一条定理指出: 这是形式逻辑中的定理,容易被错误表述。有许多命题听起来很像是哥德尔不完备定理,但事实上并不是。具体实例见对哥德尔定理的误解 把第一条定理的证明过程在体系内部形式化后,哥德尔证明了第二条定理。该定理指出: 这个结果破坏了数学中一个称为希尔伯特计划的哲学企图。大卫·希尔伯特提出,像实分析那样较为复杂的体系的相容性,可以用较为简单的体系中的手段来证明。最终,全部数学的相容性都可以归结为基本算术的相容性。但哥德尔的第二条定理证明了基本算术的相容性不能在自身内部证明,因此当然就不能用来证明比它更强的系统的相容性了。.

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图灵机

图灵机(),又称确定型图灵机,是英国数学家艾倫·图灵于1936年提出的一种抽象计算模型,其更抽象的意义为一种数学逻辑机,可以看作等价于任何有限逻辑数学过程的终极强大逻辑机器。.

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理发师悖论

髮師悖論(Barber paradox)是羅素用来比喻羅素悖論的一个通俗说法,是由伯特蘭·羅素在1901年提出的。羅素悖論的出現是由於樸素集合論對於集合的不加限制的定義。由於當時集合論已成為數學理論的基礎,這一悖論的出現直接導致了第三次數學危機,也引發了眾多的數學家對這一問題的補救,最終形成了現在的公理化集合論。同時,羅素悖論的出現促使數學家認識到將數學基礎公理化的必要性。.

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程序

程序(procedure),指特定的一系列動作、行動或操作,而這些活動、動作或操作必須以相同方式執行,藉此在相同環境下恆常得出相同的結果(例如緊急應變程序)。粗略而言,程序可以指一序列的活動、作業、步驟、決斷、計算和工序,當它們保證依照嚴格規定的順序發生時即產生所述的後果、產品或局面。一個程序通常引致一個改變。現在小孩也可以寫程式。.

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自指

在自然语言和形式语言中,如果一句句子直接或间接提及自身,就稱為自指。自指可以是直接的,比如说谎者悖论,也可以是通过另外一句句子间接提及自身,还可以是通过某种编码反应自身,自指的语句常常会造成悖论。 自指在数学、哲学、计算机科学、语言学中都有被研究。在数学中,对自指的研究最终导致了著名的哥德尔不完备定理。在哲学中,“自指”一词也指代主体谈论或提及自身的能力。在中文中,通常使用第一人称代词“我”指代自身。在计算机科学中,有著名的停机问题。计算机程序中的自指主要是为递归。 Category:逻辑 Category:计算理论 Category:语言学.

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艾伦·图灵

艾伦·麦席森·图灵,OBE,FRS(Alan Mathison Turing,又译阿兰·图灵,Turing也常翻譯成--林或者杜林,)是英国計算機科學家、数学家、邏輯學家、密码分析学家和理论生物学家,他被视为计算机科学與人工智慧之父。 在第二次世界大战期间,图灵曾在“政府密码学校”(GC&CS,今政府通信总部)工作。政府密码学校位于布萊切利園,是英国顶级机密情报机构。图灵在这里从事密码破译工作,有一段时间,他领导了(Hut 8)小组,负责德国海军密码分析。 期间他设计了一些加速破译德国密码的技术,包括改进波兰战前研制的机器,一种可以找到恩尼格玛密码机设置的机电机器。 图灵在破译截获的编码信息方面发挥了关键作用,使盟军能够在包括大西洋战役在内的许多重要交战中击败纳粹,并因此帮助赢得了战争。 图灵对于人工智能的发展有诸多贡献,例如图灵曾写过一篇名为《》的论文,提問「机器会思考吗?」(Can Machines Think?),作為一种用于判定机器是否具有智能的测试方法,即图灵测试。至今,每年都有试验的比赛。此外,图灵提出的著名的图灵机模型为现代计算机的逻辑工作方式奠定了基础。 图灵是著名的男同性恋者,并因为其性倾向而遭到当时的英国政府迫害,职业生涯尽毁。他亦患有花粉过敏症。 图灵还是一位世界级的长跑运动员。他的马拉松最好成绩是2小時46分03秒(手動計時),比1948年奥林匹克运动会金牌成绩慢11分钟。1948年的一次跨国赛跑比赛中,他跑赢了同年奥运会银牌得主。.

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集合

集合可以指:.

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数理逻辑

数理逻辑是数学的一个分支,其研究对象是对证明和计算这两个直观概念进行符号化以后的形式系统。数理逻辑是数学基础的一个不可缺少的组成部分。 数理逻辑的研究范围是逻辑中可被数学模式化的部分。以前称为符号逻辑(相对于哲学逻辑),又称元数学,后者的使用现已局限于证明论的某些方面。.

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