뒤집을 수있는 타르타르?


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이 질문은 알려진 가역 튜링 타르 타프가 있는지 여부에 관한 것인데, 여기서 "가역적"은 Axelsen과 Glück 의 의미를 의미 하며, "타르 타트"는 훨씬 더 비공식적 인 개념이며 단어의 선택이 좋지 않을 수 있습니다. 그러나 나는 그것이 의미하는 바를 설명하기 위해 최선을 다할 것입니다.

"타르 타트"의 의미

일부 계산 모델은 어떤 식 으로든 유용하도록 설계되었습니다. 다른 사람들은 튜링이 완료되어 실제로 유용한 속성을 가지고 있지 않습니다. 이들은 "터링 타르 피트"로 알려져 있습니다. 예를 들어 , Brainfuck 언어 , Rule 110 셀룰러 오토 마톤 및 Bitwise Cyclic Tag 언어 가 있습니다.

"Turing tarpit"에 대한 공식적인 정의는 없지만,이 질문에 대해서는 "완전히 발생하는" "완전히 발생하는"매우 간단한 시스템 (소수의 "규칙"을 갖는)을 의미하는 데 사용하고 있습니다. 의미 상 의미가 명백한 내부 상태. 나의 목적을위한 가장 중요한 측면은 명백한 의미론의 부족보다는 규칙의 단순성이다. 기본적으로 우리는 Stephen Wolfram이 "tarpit"이라는 단어를 사용하지 않았지만 한때 매우 큰 책을 쓴 것에 대해 이야기하고 있습니다.

"가역적"이라는 말의 의미

가역 계산에 관심이 있습니다. 특히, 나는 Axelsen과 Glück 의 의미에서 완전한 r-Turing 언어에 관심이 있는데, 이는 모든 계산 가능한 주입 함수를 계산할 수 있고 주입 함수 만 계산할 수 있음을 의미합니다. 이제 Axelsen의 가역 범용 튜링 머신 또는 고급 가역 언어 Janus 와 같이 이러한 의미에서 가역 가능한 많은 계산 모델이 있습니다 . (문헌에는 다른 많은 사례가 있으며, 활발한 연구 분야입니다.)

r-Turing 완전성에 대한 Axelsen과 Glück의 정의는 Bennett으로 인한 일반적인 접근 방식과 가역 컴퓨팅에 대한 접근 방식과 다릅니다. Bennett의 접근 방식에서 시스템은 계산이 끝날 때 폐기되는 "가비지 데이터"를 생성 할 수 있습니다. 이러한 조건에서 가역 시스템은 튜링 완료일 수 있습니다. 그러나 Axelsen과 Glück의 접근 방식에서 시스템은 이러한 "정크 데이터"를 생성 할 수 없으므로 계산할 수있는 문제의 종류가 제한됩니다. 따라서 "Turing complete"가 아닌 "r-Turing complete"입니다.

참고 : Axelsen 및 Glück 용지는 페이 월 뒤에 있습니다. 이것은 불행한 일입니다-제 지식으로는 현재 r-Turing 완전성에 관한 비 월급 자원이 없습니다. 시간이 있지만 약속이 없으면 Wikipedia 페이지를 시작하려고합니다.

내가 찾고있는 것

위에서 언급 한 가역 컴퓨팅의 예는 모두 "의미 적으로 짐작"입니다. 이것은 대부분의 상황에서 좋은 일이지만 각 단계에서 상태를 업데이트하는 데 필요한 규칙이 상당히 복잡하다는 것을 의미합니다. 가역 컴퓨팅의 "타르 타트"를 찾고 있습니다. 즉, 완전한 언어를 r- 튜링하는 "단순히 발생하는"아주 간단한 규칙을 가진 다소 임의의 시스템입니다. 나는 내가 찾고있는 것에 대한 공식적인 정의가 없다는 것을 반복하지만, 그것을 볼 때 알게 될 것이며, 그것이 합리적인 질문이라고 생각합니다.

내가 아는 많은 것들이 법안에 거의 맞지만 그다지 적합하지는 않습니다. 튜링 완료된 것으로 나타난 몇 가지 가역적 세포 오토마타가 있습니다. 초기 조건이 무한 반복 패턴을 포함 할 수있는 한, Langton의 개미 ( 상대적으로 임의적이고 매우 가역적 인 상태 전이 기능을 가진 일종의 2 차원 Turing 기계)도 Turing에 완벽합니다. 그러나 이러한 시스템의 경우 정크 데이터가 버리지 않도록 상태에서 "출력"으로의 매핑을 정의하는 것은 쉽지 않습니다. 나는 입력을 받고, (가역적 인) 변환 시퀀스를 수행 한 다음 (출력이 종료되면) 일부 출력을 반환하는 것으로 생각할 수있는 시스템에 특히 관심이 있습니다.

(나는이 질문이 람다 미적분학에 해당하는 가역적 인 것에 관한 이전의 관련 질문보다 더 쉽게 대답하기를 희망합니다 .)


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이 질문에 태그를 지정하는 방법을 모르겠습니다. 가역 컴퓨팅 태그가 있으면 깔끔하지만 태그를 만들 담당자는 없습니다.
Nathaniel

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x(x,f(x))f

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여기서 자유 로워지는 데 어려움을 겪고있는 적절한 질문이있을 수 있습니다. 마지막 주석에서 언급 한 질문 문장게시 된 질문의 어디에도 나타나지 않습니다 . 질문에만 "소위 늪 (tarpit)를 튜링"일부 시도 defn이를 통해 답변을 얻을 수 있습니다 ...없는 의견하지만 게시물에 (? 당신은 "R-튜링 완전한"이상적으로 위키 피 디아 어딘가의 defn이 링크 할 수 있습니다)
vzn

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vzn에 동의하여 게시물에서 질문의 요점을 얻는 것이 약간 어렵다는 것에 동의합니다. "가역 컴퓨팅의 '타르 타트'를 찾고 있습니다"라는 문장처럼 보이지만 그다지 명확하지는 않습니다. 일부 형식 (이 문장을 굵게 표시하더라도)이 도움이 될 것입니다!
usul

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@vzn 정직하게, 나는 당신이 질문을 계속 비판하기 전에 그 질문을 올바르게 읽는 것이 좋습니다. 셀룰러 오토마타의 주제는 이미 본문에서 논의되었습니다.
Nathaniel

답변:


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"r-complete"는 Axelsen과 Glück ~ 2011에 의해 발명 된 비교적 새로운 개념으로 보인다. 아마도 다른 저자들에게는 그다지 고려되지 않았으며 Turing과 다른 증거가 있는지 궁금하다.

기본적으로 묻기 위해이 장황하고 간결한 질문을하고 있습니다.

  • 간단한 튜링 완성 시스템
  • 거꾸로 할 수 있는

Turing-complete 가역 셀룰러 오토마타를 사용해보십시오 .

  • 3 차원 밀러 / 프레드킨의 2 상태 가역 범용 셀룰러 오토마타

    새로운 2 상태의 가역적 세포 오토마타 (RCA)가 기술되어있다. 이 3 차원 RCA는 보편적 인 계산이 가능한 것으로 나타났다. 또한이 RCA가 보편적 인 구성이 가능하다는 증거가 제공됩니다.

  • K. K. 이마이 및 모리타 하는 계산으로 유니버설 이차원 8 주 삼각 가역 세포 자동자, 이론 컴퓨터 과학 231 (2000), NO. 2, 181–191.

    초록 : RCA (Reversible Cellular Automaton)는 전역 기능이 주입적이고 모든 구성에 최대 하나의 선행 작업이있는 CA (Cellular Automaton)입니다. Margolus는 계산 범용 2 차원 2 상태 RCA가 있음을 보여주었습니다. 그러나 그의 RCA는 불균일 한 이웃을 가지고 있기 때문에 Morita와 Ueno는 분할 셀룰러 오토마타 (PCA)를 사용하여 16- 상태 계산-유니버설 RCA를 제안했다. PCA는 표준 CA의 서브 클래스로 간주 될 수 있으므로 해당 모델에는 표준 이웃이 있습니다. 본 논문에서는 모리타와 우에노의 모델 수를 줄일 수 있음을 보여준다. 등방성 및 비트 보존 특성을 유지하여 모델의 상태 수를 줄이기 위해 삼각형 3 이웃을 사용하므로 8 상태 RCA가 가능합니다. 이것은 PCA의 틀에서 등방성 조건 하에서 가장 작은 상태의 2 차원 RCA입니다. 모델은 단위 와이어, 지연 요소, 교차 와이어, 스위치 게이트 및 역 스위치 게이트와 같은 기본 회로 요소를 시뮬레이션 할 수 있으며 이러한 요소를 결합하여 Fredkin 게이트를 구성 할 수 있음을 보여줍니다. 프레드킨 게이트는 범용 로직 게이트로 알려져 있기 때문에 우리 모델에는 계산 범용성이 있습니다.

이 조사는 CA에 대한이 설문 조사에서 참조로 도움이 될만한 다른 리드를 가질 수있는 것으로 밝혀졌습니다 (예 : 7 번, 가역성 및 보편성 참조). (17 pgs 및 86 심판에서 제목은 아이러니에 대한 평가입니다.)

UNIVERSALITIES 셀룰러 오토마타 A (SHORT) 설문 조사 Ollinger


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나는 70 년대로 거슬러 올라가는 가역 CA에 대한 연구를 알고 있지만, 다음과 같은 질문에서 "튜링 완료된 것으로 보이는 여러 가역 셀룰러 오토마타가 있습니다 ... 그러나 이러한 시스템에서는 정크 데이터를 버리지 않는 방식으로 상태에서 "출력"으로 매핑하는 방법 : 특히 입력을 받고 일부 (가역) 변환을 수행하는 것으로 생각할 수있는 시스템에 관심이 있습니다. 그런 다음 (종료 된 경우) 일부 출력을 반환합니다. "
Nathaniel
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