игра брюс 2048
Главная / Алгоритмы и дискретные структуры / Введение в схемы, автоматы и алгоритмы / Тест 10

Введение в схемы, автоматы и алгоритмы - тест 10

Упражнение 1:
Номер 1
  В доказательстве теоремы 10.1  для построения м.Т., реализующей оператор примитивной рекурсии F(x,y) = R( g1, f3), требовалась м.Т. M1, которая переводит конфигурацию вида  |x* |y    в конфигурацию  |y * |x* ∧ *|g(x) , используя м.Т. Mg,    
вычисляющую функцию g(x).
Какие из следующих программ м.Т. выполняют требуемую работу, т.е. могут быть использованы в качестве программы для M1 ?
  • P1 = Коп# ; par# (par* (Чист, Пуст); Зам(*,∧ ) , par* (Пуст ,Чист); Зам(*,∧ ) ); par# (Пуст, Коп* ); par* (Пуст, +1; +1; Зам(|,∧ ); Зам(|,* )); par* (Пуст, Пуст, Mg); Зам( #,* )
  • P2 = Коп# ; par# (par* (Чист, Пуст); Зам(*,∧ ) , par* (Пуст ,Чист); Зам(*,∧ ) ); par# (Пуст, Коп# ); par# (Пуст, Пуст, Mg ; +1; +1; Зам(|,∧ ); Зам(|,* )); Зам( #,* ); Зам( #,* )
  • P3 = Коп* ; par* (Чист, Пуст, Пуст ,Чист); Зам(*,∧ ); Зам(*,# ); Зам(*,∧ ); par# (Пуст, Mg ; +1; +1; Зам(|,∧ ); Зам(|,* )); Зам( #,* )
  • В этих определениях участвуют следующие простые машины Тьюринга:
  • Копa – копирует вход после разделительного символа a : w ⇐ w a w;
  • Зам(a, b) – заменяет первое слева вхождение символа a на b: w1a w2 ⇐ w1 b w2 ( a ∉ w1 );
  • Пуст – не изменяет аргумент: w ⇐ w ;
  • Чист – стирает аргумент: w ⇐ ∧ ;
  • +1 – прибавляет 1 к аргументу: |x ⇐ |x+1

  • Ответ:

     (1) только P1 

     (2) только P2 

     (3) только P3 

     (4) P1 и P2 

     (5) все 

     (6) ни одна 


    Номер 2
      В доказательстве теоремы 20.1  для построения м.Т., реализующей оператор примитивной рекурсии F(x,y) = R( g1, f3), требовалась м.Т. M2, которая переводит конфигурацию вида  |y *|x* |u* |z    в конфигурацию  |y *|x* |u+1* |f(x,u,z) , используя м.Т. Mf,    вычисляющую функцию f(x,u,z).
    Какие из следующих программ м.Т. выполняют требуемую работу, т.е. могут быть использованы в качестве программы для M2 ?
    
  • P1 = Зам(*,# ); par# ( Пуст, Коп#); par# (Пуст, Пуст, Mf ); Зам( #,* ); Зам( #,* )
  • P2 = Зам(*,# ); par# ( Пуст, Коп#); par# (Пуст, Пуст, Mf ); par# (Пуст, par* (Пуст, +1, Чист), Пуст); Зам( #,* ); Зам(∧, |); Зам( #,| ); par* (Пуст, Пуст, Пуст, Выч1; Выч1)
  • P3 = Зам(*,# ); par# ( Пуст, Коп#); par# (Пуст, par* (Пуст, +1, Чист), Mf ); par* (Зам( #,* ), Пуст, Зам(∧, |); Зам( #,| ); Выч1; Выч1)
  • В этих определениях участвуют следующие простые машины Тьюринга:

  • Копa –копирует вход после разделительного символа a : w ⇐ w a w;
  • Зам(a, b) – заменяет первое слева вхождение символа a на b: w1a w2 ⇐ w1 b w2 ( a ∉ w1 );
  • Пуст - не изменяет аргумент: w ⇐ w ;
  • Чист – стирает аргумент: w ⇐ ∧ ;
  • Выч1 – вычитает единицу в унарной системе: |j ⇐ |j-1 (| ⇐ ∧, ∧ ⇐ ∧);
  • +1 - прибавляет 1 к аргументу: |x⇐ |x+1

  • Ответ:

     (1) только P1 

     (2) только P2 

     (3) только P3 

     (4) P2 и P3 

     (5) P1 и P3 

     (6) ни одна 


    Номер 3
      В доказательстве теоремы 20.1  для построения м.Т., реализующей оператор примитивной рекурсии F(x1,x2, y) = R( g2, f4), требовалась м.Т. M1, которая переводит конфигурацию вида  |x1*|x2* |y    в конфигурацию  |y * |x1*|x2*  ∧ *|g(x) , используя м.Т. Mg, вычисляющую функцию g(x1,x2).
    Какие из следующих программ м.Т. выполняют требуемую работу, т.е. могут быть использованы в качестве программы для M1 ?
    
  • P1 = Коп# ; par# (par* (Чист, Чист,Пуст); Зам(*,∧ ) , par* (Пуст , Пуст ,Чист); Зам(*,# ) ; Зам(*,∧ ) ; Зам( #,* )); par# (Пуст, Коп* ); par* (Пуст, Mg ; +1; +1; Зам(|,∧ ); Зам(|,* ))
  • P2 = Коп# ; par# (par* (Чист, Чист , Пуст); Зам(*,∧ ) ; Зам(*,∧ ), par* (Пуст , Пуст ,Чист); Зам(*,# ) ; Зам(*,∧ ) ; Зам( #,* )); par# (Пуст, Коп# ); par# (Пуст, Пуст, Mg ; +1; +1; Зам(|,∧ ); Зам(|,* )); Зам( #,* ); Зам( #,* )
  • P3 = Коп* ; par* (Чист, Чист, Пуст, Пуст, Пуст ,Чист); Зам(*,∧ ); Зам(*,# ); Зам(*,∧ ); par# (Пуст, Mg ; +1; +1; Зам(|,∧ ); Зам(|,* )); Зам( #,* )
  • В этих определениях участвуют следующие простые машины Тьюринга:

  • Копa –копирует вход после разделительного символа a : w ⇐ w a w;
  • Зам(a, b) – заменяет первое слева вхождение символа a на b: w1a w2 ⇐ w1 b w2 ( a ∉ w1 );
  • Пуст - не изменяет аргумент: w ⇐ w ;
  • Чист – стирает аргумент: w ⇐ ∧ ;
  • +1 - прибавляет 1 к аргументу: |x⇐ |x+1

  • Ответ:

     (1) только P1 

     (2) только P2 

     (3) только P3 

     (4) P1 и P2 

     (5) все 

     (6) ни одна 


    Упражнение 2:
    Номер 1
      В доказательстве теоремы 20.2  для построения м.Т MП, моделирующей работу структурированной программы П с переменными x1, … , xm,  используются м.Т. Mij (1 ≤  i, j ≤ m), которые реализуют присваивание   xi := xj, т.е. переписывают содержимое j-го этажа ленты на  i-ый. Пусть m=4, i=2, j=4. 
    Пусть Σ = { < a1, a2, a3, a4> | ai ∈ {∧, |}, i=1,2,3,4 } – алфавит ленты, а Q={ q, s, p },– множество состояний M24,  в котором q  - начальное, а p – заключительное состояние.
    Какие из следующих программ могут быть использованы в качестве программы для M24 ?
    (В текстах программ a,b,c,d – это произвольные символы из  алфавита{∧, |})
    
    
  • P1: q <a, b, c, |> →​ q <a, | , c, | > П , s <a, | , c, | > →​ s <a, | , c, | > Л , q <a, |, c, ∧> →​ q <a, ∧ , c, ∧> П , s <∧, ∧, ∧, ∧> →​ p <∧, ∧ , ∧, ∧> П. q <a, ∧, c, ∧> →​ s <a, ∧ , c, ∧> Л ,
  • P2: q <a, |, c, d> →​ q <a, | , c, | > П , s <a, | , c, | > →​ s <a, | , c, | > Л , q <a, ∧, c, |> →​ q <a, ∧ , c, ∧> П , s <a, ∧, c, ∧> →​ p <a, ∧ , c, ∧> П. q <a, ∧, c, ∧> →​ s <a, ∧ , c, ∧> Л ,
  • P3: q <a, b, c, |> →​ q <a, | , c, | > П , s <a, | , c, | > →​ s <a, | , c, | > Л , q <a, b, c, ∧> →​ s <a, ∧ , c, ∧> Л , s <a, ∧, c, ∧> →​ p <a, ∧ , c, ∧> П.

  • Ответ:

     (1) только P1 

     (2) только P2 

     (3) только P3 

     (4) P1 и P2 

     (5) P1 и P3 

     (6) P2 и P3 

     (7) ни одна 


    Номер 2
      В доказательстве теоремы 20.2  для построения м.Т MП, моделирующей работу структурированной программы П с переменными x1, … , xm,  используются м.Т. Mij (1 ≤  i, j ≤ m), которые реализуют присваивание   xi := xj, т.е. переписывают содержимое j-го этажа ленты на  i-ый. Пусть m=4, i=3, j=1. 
    Пусть Σ = { < a1, a2, a3, a4> | ai ∈ {∧, |}, i=1,2,3,4 } – алфавит ленты, а Q={ q, s, p },– множество состояний M31,  в котором q  - начальное, а p – заключительное состояние.
    Какие из следующих программ могут быть использованы в качестве программы для M31 ?
    (В текстах программ a,b,c,d – это произвольные символы из  алфавита{∧, |})
    
  • P1: q <|, b, c, d > →​ q < |, b , |, d > П , s < | , b, |, d > →​ s < | , b, |, d > Л , q <∧, b, |, d > →​ q < ∧, b, ∧, d > П , s < ∧, ∧, ∧, ∧> →​ p < ∧, ∧, ∧, ∧> П. q < ∧, b, ∧, d> →​ s < ∧ , b, ∧, d > Л ,
  • P2: : q <|, b, c, d > →​ q < |, b , c, d > П , s < ∧ , b, |, d > →​ s < | , b, ∧, d > Л , q <a, b, |, d > →​ q < a, b, |, d > П , s < ∧, ∧, ∧, ∧> →​ p < ∧, ∧, ∧, ∧> П. q < ∧, b, ∧, d> →​ s < ∧ , b, ∧, d > Л , s < | , b, c, d > →​ s < | , b, |, d > Л ,
  • P3: : q <|, b, c, d > →​ q < |, b , |, d > П , s < | , b, |, d > →​ s < | , b, |, d > Л , q < ∧, b, ∧, d> →​ s < ∧ , b, ∧, d > Л , s < ∧, ∧, ∧, ∧> →​ p < ∧, ∧, ∧, ∧> П.

  • Ответ:

     (1) только P1 

     (2) только P2 

     (3) только P3 

     (4) P1 и P2 

     (5) P1 и P3 

     (6) P2 и P3 

     (7) ни одна 


    Номер 3
      В доказательстве теоремы 20.2  для построения м.Т MП, моделирующей работу структурированной программы П с переменными x1, … , xm,  используются м.Т. Mij (1 ≤  i, j ≤ m), которые реализуют присваивание   xi := xj, т.е. переписывают содержимое j-го этажа ленты на  i-ый. Пусть m=4, i=3, j=1. 
    Пусть Σ = { < a1, a2, a3, a4> | ai ∈ {∧, |}, i=1,2,3,4 } – алфавит ленты, а Q={ q, s, p },– множество состояний M43,  в котором q  - начальное, а p – заключительное состояние.
    Какие из следующих программ могут быть использованы в качестве программы для M43 ?
    (В текстах программ a,b,c,d – это произвольные символы из  алфавита{∧, |})
    
  • P1: q <a, b, |, d > →​ q < a, b , |, | > П , s < a, ,b | , | > →​ s < a, b, | , | > Л , q < ∧, b, ∧, d> →​ s < ∧ , b, ∧, d > Л , s < ∧, ∧, ∧, ∧> →​ p < ∧, ∧, ∧, ∧> П ,
  • P2: : q <a, b, c, | > →​ q < a, b , c, | > П , s < a , b, |, d > →​ s < a , b, |, | > Л , q <a, b, |, d > →​ q < a, b, |, d > П , s < ∧, ∧, ∧, ∧> →​ p < ∧, ∧, ∧, ∧> П. q <a, b, ∧, ∧> →​ s < a , b, ∧, ∧ > Л , s < a , b, ∧, | > →​ s < a , b, ∧, ∧ > Л,
  • P3: : q <a, b, |, d > →​ q < a, b , |, | > П , s < a, ,b | , | > →​ s < a, b, | , | > Л , q <a, b, ∧, | > →​ q < a, b, ∧, ∧ > П , s < ∧, ∧, ∧, ∧> →​ p < ∧, ∧, ∧, ∧> П. q < ∧, b, ∧, d> →​ s < ∧ , b, ∧, d > Л ,

  • Ответ:

     (1) только P1 

     (2) только P2 

     (3) только P3 

     (4) P1 и P2 

     (5) P1 и P3 

     (6) P2 и P3 

     (7) ни одна 


    Упражнение 3:
    Номер 1
    Какими из следующих свойств обладает отношение алгоритмической сводимости A ≤m B ?
    
  • (а) рефлексивность: A ≤m A ,
  • (b) симметричность: A ≤m B ⇔ B ≤m A,
  • (с) транзитивность: A ≤m B и B ≤m C ⇐ A ≤m C .

  • Ответ:

     (1) только (a) 

     (2) только (b) 

     (3) только (c ) 

     (4) (a) и (b) 

     (5) (a) и (c) 

     (6) (b) и (c) 

     (7) всеми 


    Номер 2
    Какими из следующих свойств обладает отношение алгоритмической сводимости A ≤m B ?
    
  • (a) является отношением эквивалентности,
  • (b) рефлексивно и транзитивно,
  • (c) сохраняет свойство разрешимости: если A ≤ m B и B - разрешимо, то и A разрешимо.

  • Ответ:

     (1) только (a) 

     (2) только (b) 

     (3) только (c ) 

     (4) (a) и (b) 

     (5) (a) и (c) 

     (6) (b) и (c) 

     (7) всеми 


    Номер 3
    Какими из следующих свойств обладает отношение алгоритмической сводимости A ≤m B ?                                     
    
  • (a) если A ≤m B, то (N \A) ≤m (N \B) ,
  • (b) A ≤m C и B ≤m C для C= {2x | x ∈ A} ∪ {2x+1 | x ∈ B},
  • (c) сохраняет свойство неразрешимости: если A ≤m B и A - неразрешимо, то и B неразрешимо .

  • Ответ:

     (1) только (a) 

     (2) только (b) 

     (3) только (c ) 

     (4) (a) и (b) 

     (5) (a) и (c) 

     (6) (b) и (c) 

     (7) всеми 


    Упражнение 4:
    Номер 1
     Пусть множество A = { (x, y) | y = x2 }, B = { n3 | n ∈ N }.
    Какие из следующих функций осуществляют сведение A ≤m B ? 
    (В выражениях ниже sqr(y) обозначает целую часть квадратного корня из y, sg(0) =0 и sg(n) = 1 при n > 0).
    
    

    Ответ:

     (1) f(x,y) = x3 

     (2) f(x,y) = x3 + sg( | x2 – sqr(y)2 |) 

     (3) f(x,y) = (x+1)3 + sg( | x2 – sqr(y)2 |) 

     (4) f(x,y) = (x+1)3 + | x2 – y | 

     (5) f(x,y) = 1 + sg(| x2 – y |) 


    Номер 2
     Пусть множество A = { (x2, y2) | x ∈ N , y ∈ N  }, B = { n3 | n ∈ N }.
    Какие из следующих функций осуществляют сведение A ≤m B ? 
    (В выражениях ниже sqr(x) обозначает целую часть квадратного корня из x, sg(0) =0 и
    sg(n) = 1 при n > 0).
    
    

    Ответ:

     (1) f(x,y) = x3y3 

     (2) f(x,y) = (x+2)3 + sg( x2 – sqr(x)2 ) + sg( y2 – sqr(y)2 ) 

     (3) f(x,y) = 8 + sg( x2 – sqr(x)2 + y2 –sqr(y)2 ) 

     (4) f(x,y) = sqr(x)3 sqr(y)3  

     (5) f(x,y) = (sqr(x) + sqr(y))3 


    Номер 3
     Пусть множество A = { (x, y) | y = x2 }, B = { 2n | n ∈ N }.
    Какие из следующих функций осуществляют сведение A ≤m B ? 
    (В выражениях ниже sqr(y) обозначает целую часть квадратного корня из y, sg(0) =0 и
    sg(n) = 1 при n > 0).
    
    

    Ответ:

     (1) f(x,y) = 2x 

     (2) f(x,y) = 2x+1 + sg( | x2 – sqr(y)2 |) 

     (3) f(x,y) = 4 + sg( | x2 – y |) 

     (4) f(x,y) = 2x + | x2 – y | 

     (5) f(x,y) = 1 + sg(| x2 – y |) 


    Упражнение 5:
    Номер 1
    Согласно тезису Тьюринга-Черча язык структурированных программ является универсальным – для любой вычислимой функции в нем имеется вычисляющая ее программа. Всякий язык программирования, в котором выразимы все операторы языка структурированных программ, также является универсальным.  Некоторые из операторов  языка структурированных программ оказываются "лишними" - они выразимы через остальные, т.е. язык сохраняет универсальность и при их удалении.
    Определите, какие из следующих видов операторов (по отдельности) можно выразить через остальные операторы языка.
    

    (a) x := x+1, (b) x := 0, (c) x := y.


    Ответ:

     (1) только (a) 

     (2) только (b) 

     (3) только (c ) 

     (4) (a) и (b) 

     (5) (a) и (c) 

     (6) (b) и (c) 

     (7) Любой из них 


    Номер 2
    Согласно тезису Тьюринга-Черча язык структурированных программ является универсальным – для любой вычислимой функции в нем имеется вычисляющая ее программа. Всякий язык программирования, в котором выразимы все операторы языка структурированных программ, также является универсальным.  Некоторые из операторов  языка структурированных программ оказываются "лишними" - они выразимы через остальные, т.е. язык сохраняет универсальность и при их удалении.
    Определите, какие из следующих видов операторов (по отдельности) можно выразить через остальные операторы языка.
    
  • (a) если x < y то P1 иначе P2 конец,
  • (b) если x = y то P1 иначе P2 конец.,
  • (c) x := 0.

  • Ответ:

     (1) только (a) 

     (2) только (b) 

     (3) только (c ) 

     (4) (a) и (b) 

     (5) (a) и (c) 

     (6) (b) и (c) 

     (7) Любой из них 


    Номер 3
    Согласно тезису Тьюринга-Черча язык структурированных программ является универсальным – для любой вычислимой функции в нем имеется вычисляющая ее программа. Всякий язык программирования, в котором выразимы все операторы языка структурированных программ, также является универсальным.  Некоторые из операторов  языка структурированных программ оказываются "лишними" - они выразимы через остальные, т.е. язык сохраняет универсальность и при их удалении.
    Определите, какие из следующих видов операторов (по отдельности) можно выразить через остальные операторы языка.
    
  • (a) x := x +1,
  • (b) пока x < y делай P все,
  • (c) пока x = y делай P все.
  • .

    Ответ:

     (1) только (a) 

     (2) только (b) 

     (3) только (c ) 

     (4) (a) и (b) 

     (5) (a) и (c) 

     (6) (b) и (c) 

     (7) Любой из них 


    Упражнение 6:
    Номер 1
     В теореме 20.5 была доказана неразрешимость проблемы останова:
    по произвольной структурированной программе П  определить завершится ли вычисление П на входе 0. Пусть Mh0= {n  |  ФПn,y (0) < ∞} – это (неразрешимое) множество номеров программ, которые останавливаются на входе =0. Рассмотрим проблему определения по структурированной программе независимости ее результата от входа: 
    Mconst= {n  |  существует константа c ∈ N такая, что  ФПn,y (x) = c для всех x}.
    Какие из следующих функций сводят Mh0  к Mconst ?
    
  • f1(n) = номер программы: ' x:= 0; Пn ; y:= 0'.
  • f2(n) = номер программы: 'Пn ; y:= x'.
  • f3(n) = номер программы: ' x:= 0; Пn ; y:= 0; y:= y+1'.

  • Ответ:

     (1) только f1 

     (2) только f2 

     (3) только f3 

     (4) f1 и f2 

     (5) f1 и f3 

     (6) все 


    Номер 2
     В теореме 20.5 была доказана неразрешимость проблемы останова:
    по произвольной структурированной программе П  определить завершится ли вычисление П на входе 0. Пусть Mh0= {n  |  ФПn,y (0) < ∞} – это (неразрешимое) множество номеров программ, которые останавливаются на входе =0. Рассмотрим проблему определения по структурированной программе бесконечности множества ее результатов: 
    Minf = {n  |  множество значений  ФПn,y (x) бесконечно}.
    Какие из следующих функций сводят Mh0  к  Minf  ?
    
  • f1(n) = номер программы: ' x:= 0; Пn ; y:= x '.
  • f2(n) = номер программы: 'xn:=x; x:= 0; Пn ; y:= xn '. (здесь переменная xn не входит в Пn )
  • f3(n) = номер программы: 'y:= x; x:= 0; Пn ; y:= y+1'.

  • Ответ:

     (1) только f1 

     (2) только f2 

     (3) только f3 

     (4) f1 и f2 

     (5) f1 и f3 

     (6) все 


    Номер 3
     В теореме 20.5 была доказана неразрешимость проблемы останова:
    по произвольной структурированной программе П  определить завершится ли вычисление П на входе 0. Пусть Mh0= {n  |  ФПn,y (0) < ∞} – это (неразрешимое) множество номеров программ, которые останавливаются на входе =0. Рассмотрим проблему определения по структурированной программе монотонности вычисляемой ею функции:
    M mon = {n  |  для любых x1 и x2, если x1 < x2, то  ФПn,y (x1) <  ФПn,y (x2)}.
    Какие из следующих функций сводят Mh0  к  M mon ?
    
  • f1(n) = номер программы: 'xn:=x; x:= 0; Пn ; y:= xn'. (здесь переменная xn не входит в Пn )
  • f2(n) = номер программы: 'Пn ; y:= x'.
  • f3(n) = номер программы: 'y:= x; x:= 0; Пn ; y:= y+1'.

  • Ответ:

     (1) только f1 

     (2) только f2 

     (3) только f3 

     (4) f1 и f2 

     (5) f1 и f3 

     (6) все 




    Главная / Алгоритмы и дискретные структуры / Введение в схемы, автоматы и алгоритмы / Тест 10