15.Тезис Черча

Тезис Черча. Класс всех частично вычислимых функций над положительными целыми числами совпадает с классом всех частично рекурсивных функций.

Иными словами, каждая арифметическая функция, для которой имеется машина Тьюринга, является одновременно и рекурсивной, и наоборот – если функция является частично-рекурсивной, то она одновременно и вычислима.

С помощью тезиса Черча можно устанавливать вычислимость новых функций, используя уже построенные вычислимые функции. Поэтому, если f_x - вычислимая функция с номером x , то h(x)= f_x (x)+1 частично-вычислимая функция.

16.Рекурсивно перечислимые множества. Связь между рекурсивной перечислимостью и рекурсивностью

Множество – это некоторая совокупность элементов. Если множество содержит конечное число элементов, то оно называется конечным. Конечные множества можно задавать непосредственным перечислением содержащихся в них элементов. Бесконечные множества задают, как правило, указанием свойства, которым обладают его элементы. Свойства задают с помощью формул.

Формула, с помощью которого определяется множество, называется характеристической формулой этого множества. Например, множество положительных четных чисел можно задать таким образом

М1={ x | x = 2*N}

Определение. Множество называется рекурсивным, если его характеристическая функция общерекурсивна.

Определение. Множество A называется рекурсивно перечислимым, если его характеристическая функция f(x) частично рекурсивна, причем

Мы помним, что частичная рекурсивность характеристической функции означает, что значение этой функции для некоторых элементов не известно (машина Тьюринга зацикливается на подобных входах). Однако в случае рекурсивной перечислимости, машина зацикливается тогда и только тогда, когда она пытается распознать элемент не из своего множества.

17.Сложность.Подходы к определению сложности алгоритмов

Аппарат машин Тьюринга позволяет изучить сложностные свойства алгоритмов. В информатике имеется несколько различных подходов к определению понятия сложности алгоритма. Например, понимают под сложностью число проверяемых логических условий. Каждое логическое условие определяет две различные ветки (пути) развития вычислительного процесса.

18.Алгоритмическая, информационная и инфологическая сложность

Тогда мерой информационной сложности алгоритма (программы) считают энтропию Э, вычисляемую по формуле:

Информационная сложность характеризует возможность п о н я т ь работу алгоритма. Чем больше величина энтропии, тем больше усилий требуется, чтобы разобраться в логике программы. Однако для практики большее значение имеет не информационная, а алгоритмическая или вычислительная сложность алгоритма. Понятие алгоритмической сложности введено советским математиком А.Н.Колмогоровым. Под алгоритмической сложностью он понимал минимально необходимый размер программы для данного алгоритма. Колмогоров полагал, что чем меньше размер записи программы, тем меньше ее сложность. На этом пути ему и его коллегам удалось получить ряд ценных результатов. Вместе с тем оказывается, что даже небольшие по длине записи программы могут требовать огромного времени счета на ЭВМ и это время катастрофически растет с ростом размера входных данных.