Notation
Formula
Note
$f\in O(g)$
$\exists M.\ \exists C.\ \forall n \geq M.\ f(n)\leq C\times g(n)$
Upper Bound
$f\in \Omega(g)$
$\exists M.\ \exists B> 0.\ \forall n\geq M.\ B\times g(n)\leq f(n)$
Lower Bound
$f\in \theta(g)$
$\exists M.\ \exists C.\ \exists B > 0.\ \forall n\geq M.\ B\times g(n)\leq f(n)\leq C\times g(n)$
Upper & Lower Bound
其使用一个 无限的 tape 作为其内存,其使用 head 以写入或读取数据。
名
集合符号
示意
示例
Tape Alphabet
$T$
包含一切可以存在于 tape 中的字符
$T=\left{ a, b, ␣\right}$
Input Alphabet
$\Sigma\subseteq T$
一切用于输入的字符
$\Sigma=\left{ a, b\right}$
Return Value
$V$
用于返回的集合
$V=\left{ \text{True},\ \text{False}\right}$
State
$X$
状态节点
$X=\left{ q_0, q_1, q_2, q_3\right}$
Initial State
$p\in X$
初始状态
$p=q_0$
Transition Function
$\delta$
状态转移函数
See below
$$
\begin{aligned}
T &= {␣, a, b }\
V &= { \text{Even}, \text{Odd} }\
\end{aligned}
$$
我们可以定义这个 TM over $T,\ V$ 的 configuration
$$
\begin{aligned}
&X = {3, 2, 6, 73, 51}
\
&p = {3}
\
&\begin{aligned}
\delta = {\
&3 &\mapsto& Read(a\mapsto 1, b\mapsto 2,␣\mapsto 6 )\
&2 &\mapsto& Right\ 2\
&6 &\mapsto& Return\ \text{Even}\
&5 &\mapsto& Read(a\mapsto 2, b\mapsto 1, ␣\mapsto 73)\
&73&\mapsto& Return\ \text{Odd}\
&1 &\mapsto& Right\ 5\
}&
\end{aligned}
\end{aligned}
\
\newcommand{\defeq}{\overset{\text{\tiny def}}{=}}
\newcommand{\ldefeq}{\mathrel{\raisebox{-0.3ex}{$\defeq$}}}
\text{Configuration}\defeq(X,\ p,\ \delta)
$$
对于其使用,例如:
Tape
State
Oper
$\dot{b}aba$
5
$\text{Read }b$
$\dot{b}aba$
12
$\text{Right}$
$b\dot{a}ba$
5
$\text{Read }a$
$b\dot{a}ba$
3
$\text{Write }b$
$b\dot{b}ba$
4
$\text{Right}$
$bb\dot{b}a$
5
$\text{Read }b$
$\mathcal{M}_1$
$\mathcal{M}_2$
如果将上文的 TM $\mathcal{M}_1$ 与 $\mathcal{M}_2$ 合并,我们可以将状态 7 看作一个 macro,因此我们可以获得:
Auxiliary Characters/辅助字符
对于一个 TM,我们可以认为其输入为 $\Sigma={a, b}$ ,但是在程序之中我们可以使用一些辅助字符,我们只需要保证输出不包含其即可,例如我们可以定义 $Aux={a, b, a', b'}$
如果一个 TM 包含超过 1 条 Tape: