人工智能通识-科普-图灵机2

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图灵机其实和大富翁游戏很像，反复在路线上移动，移动到不同位置会有不同的规则，可能前进也可能后退。

这次我们来看更多一些的图灵机模型。

图灵的第一个样例

这是1937年图灵最早提出的图灵机样例表，它可以在纸条上生成0 1 0 1 0 1 0 ...即0,空格,1,空格,0,空格,1,空格,0...这样的序列，其中有bcef四个状态，blank表示当前纸带上格子是空的，对纸带的操作P是打印Print，P0就是在纸带当前格子打印字符0，P1就是打印1，R是向右拉动纸带一格，注意这里指针是不动的，移动的是纸带。

我们把这个表格翻译成语言陈述就是：

• 如果状态是b并且当前纸带格子内是空白blank，那么就在格子内打印0，向右拉动纸带走1格，然后进入状态c；
• 如果状态是c并且当前纸带格子内是空白blank，那么就向右拉动纸带走1格，然后进入状态e；
• 如果状态是e并且当前纸带格子内是空白blank，那么就在格子内打印1，向右拉动纸带走1格，然后进入状态f；
• 如果状态是f并且当前纸带格子内是空白blank，向右拉动纸带走1格，然后进入状态b；

这样我们就弄明白其中的套路了：

1. 打印0，右移一格
2. 留空右移一格
3. 打印1，右移一格
4. 留空右移一格

结果当然就是0 1 0 1 0 1 0 ...

其实这个规则可以简化成下面表格，试试看能否看懂呢？

因为state都是b，所以你可以把状态忽略掉。

复制操作的样例

我们再看复杂一点的。下面的表格规则可以把纸带上连续的1，在左侧复制一份出来，中间用一个0间隔。比如把001变为101,把000001110会被变为011101110。这里有11个规则，S₁到S₅共5种状态和0、1两种字符可能，另外H状态是指停止halt相当于结束，N是是无操作。

这个表格比较难理解，下面以0000110为例制作了示意图，共16步完成复制过程得到0110110，注意每一步使用了哪个规则，以及这个规则如何产生作用导致下一步变化，比如第1步,符合规则2的条件（状态S₁且当前为1），所以按照规则2在第2步指针向左移动（相当于纸带向右拉动），并且规则2的P0动作把第1步指针位置变为0，也把第2步状态变为S₂。

最终指针移动到了011[0]110中间位置，并且halt停住完成。

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