Sub-Turing Complete Class 计算模型

Sub-Turing Complete Class of computational models

许多编程语言和系统都是图灵完备的;他们可以模拟任何图灵机,因此也可以模拟任何有限状态机。

考虑以下非正式模型:
语言 A 定义了一组有限的 NAND 门,它们之间的连接,以及哪些门接收输入,哪些门输出。

在此模型中,可以构建任何有限状态机。 NAND 可以形成锁存器、寄存器、总线和控制结构,最终形成任何有限状态机,包括完整的计算机和其他系统。

但是,该模型无法模拟无限大的磁带,只能模拟有限大小的磁带。它无法模拟任何图灵机,因为它可能没有足够的内存。

语言 A 和所有其他可以模拟任何有限状态机的系统是否被认为是图灵完备的?是否有单独的 class 用于它们,或者是否有机会对其进行定义?

如您所知,类 语言存在一个层次结构 - 可能有无限多个层次,包括常规语言(可被有限自动机识别)和可判定语言(可被图灵机接受)。

所有真实的计算机——包括可用于构建它们的理论模型,例如涉及与非门的你的计算机——都不是图灵等价物,因为它们在理论上不能 访问无限磁带。实际上,时间、space 和物质在物理现实中不足以进行真正的图灵等效计算。所有物理计算都可以由有限自动机执行。有常规语言,在实践中,太复杂了,无法通过构建真正的有限状态机或通用计算机来接受。

将语言建模为高于常规的类型是为了方便 - 这是一个谎言,就像将物质建模为连续的(例如,当计算惯性矩时)是一个谎言。物质实际上是由不连续的分子构成的,而这些分子又由更小的不连续粒子组成。