"Introduction to the Theory of Computation" Reading notes - Ch. 3

本文详细介绍了图灵机的概念及其与NFA/PDA的区别,强调了图灵机的强大计算能力。通过融合多条磁带的功能,展现了图灵机的通用计算特性。探讨了非确定性图灵机的工作原理,并指出所有已知计算模型最终均可归结为图灵机。

Finally Turing machine is introduced. With NFA\PDA in mind, readers should be able to understand Turing machine without too much effort. Again, Prof. Michael Sisper deserves a title of Teaching Guru.

Turing machine has a magic 'Tape' which acts like a RAM, an infinite RAM - R\W, moving forwards\backwards. It is much more powerful than stacks used by PDA and here comes the capacity of computation. A typical TM utilize only one tape, and a multi-tape TM has the same capacity comparing with a one-Tape only TM. Why? Just merge those tapes into one tape and modify your transition function. Non-deterministic TM: it reproduces itself by the number of possibilities and explores each branch until an ACCEPT is encountered. And so far, except Quantum Computer, all other computational models can be reducted to a TM.


I never knew there's lower level than an algorithm, well, a Turing machine is. By encoding data structure used by an algorithm, TM can run that codes - all right, Shannon's information theory here..

《计算理论导论》(Introduction to the Theory of Computation)是一本经典的计算机科学教材,适用于理论计算机科学领域的学生和研究人员。这本书由Michael Sipser所著,第一版于1997年出版,目前已经出版了第三版。 《计算理论导论》的目标是介绍计算理论的基本概念和技巧。它涵盖了计算能力、形式语言、自动机理论、图灵机、可计算性、复杂性理论等主题。每个主题都以清晰的解释、例子和练习来展示,使读者能够理解和应用这些概念。 这本书的特点之一是强调形式化和精确性。它使用数学语言和符号来定义概念和理论,并提供了形式的证明过程。这种精确性有助于读者深入理解计算理论的基本原理和证明方法。 书中还包含了一些重要的应用,例如正则表达式、编程语言的语法分析、有限状态机的设计等。这些应用展示了计算理论在实际计算机科学领域的应用和重要性。 《计算理论导论》可以作为计算机科学相关专业的教材使用,也适用于自学者。读者需要有一定的数学基础,如离散数学和数理逻辑,以便更好地理解和运用书中的概念和技巧。 总之,《计算理论导论》是一本经典的计算机科学教材,它通过清晰的解释、精确的定义和形式化的证明,帮助读者理解计算理论的基本概念和技巧,并展示了其在实际应用中的重要性。无论是理论计算机科学领域的学生还是研究人员,都可以从中受益。
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