11、图灵通用机的模拟机制解析

图灵通用机的模拟机制解析

1. 引言

图灵通用机是一项极具想象力的伟大发明。它的处理过程既复杂又有效，同时还颇为冗长。从某种意义上说，这台机器有两种不同的身份，也可以从两种不同的角度来理解。一方面，它就是一台普通的图灵机，有一个“小思维”、一套符号字母表和一条纸带，其行为由自身的配置所决定；另一方面，它是一台二阶机器，能够模拟其他图灵机，其行为由所模拟图灵机的标准描述所控制。图灵的卓越成就在于证明了一台单一的机器可以同时以这两种方式进行恰当的描述。

2. 模拟周期概述

通用机执行的过程可分为九个不同的组，每组由一个顶级 m - 函数定义。处理流程如下：

graph LR
    b --> anf
    anf --> kom
    kom --> kmp
    kmp -->|匹配失败| anf
    kmp -->|匹配成功| sim
    sim --> mk
    mk --> sh
    sh --> inst
    inst --> ov
    ov --> anf

处理从 m - 函数 b 开始，它会在标准描述（SD）的右侧写出目标机器的第一个完整配置，为通用机提供第一个搜索键。接着是通过 anf 、 kom 和 kmp 的处理循环，该循环用于识别目标机器标准描述中与当前配置相匹配的指令。 anf 开始工作，标记最近完