程序設(shè)計(jì)課程大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革-powerpointtemplate-資料下載頁(yè)
2025-03-08 03:31本頁(yè)面
【正文】 合為 I={黑色，白色 }，它的輸出可能行動(dòng)的集合就是： O={前移，后移 }，那么程序就是要告訴它在給定了輸入比如黑色情況下，它應(yīng)該選擇什么輸出。 ?因而，一個(gè)程序就是一個(gè)從 I集合到 O集合的映射。 ?我們也可以用列表的方式來(lái)表示程序 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 建模 ?程序 1： 輸入 輸出 黑色 前移 白色 后移 ?這個(gè)程序非常簡(jiǎn)單，它告訴小蟲(chóng)當(dāng)讀到一個(gè)黑色方格的時(shí)候就往前走一個(gè)方格，當(dāng)讀到一個(gè)白色方格的時(shí)候就后退一個(gè)格。 ?假設(shè)小蟲(chóng)所處的世界的一個(gè)片斷是： ? 黑 黑 黑 白 白 黑 白 ?? ，小蟲(chóng)從左端開(kāi)始。 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 建模 ?現(xiàn)實(shí)世界中的小蟲(chóng)肯定不會(huì)這樣傻的在那里無(wú)限循環(huán)下去。 ?我們還需要改進(jìn)這個(gè)最簡(jiǎn)單的模型 ?首先，我們知道小蟲(chóng)除了可以機(jī)械地在世界上移動(dòng)以外，還會(huì)對(duì)世界本身造成影響，因而改變這個(gè)世界。比如蟲(chóng)子看到旁邊有食物，它就會(huì)把那個(gè)東西吃掉了。 ?在我們這個(gè)模型中，也就相當(dāng)于我們必須假設(shè)小蟲(chóng)可以改寫(xiě)紙帶上的信息。 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 建模 ?因而，小蟲(chóng)可能的輸出動(dòng)作集合就變成了： O={前移，后移，涂黑，涂白 }。 ?我們可以把程序 1改為比如： 程序 2： 輸入 輸出 黑 前移 白 涂黑 紙帶：黑 黑 白 白 黑 ?? ?小蟲(chóng)將會(huì)不停的重復(fù)上面的動(dòng)作不斷往前走，并會(huì)把所有的紙帶涂黑 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 建模 ?小蟲(chóng)比起真實(shí)世界中的蟲(chóng)子有弱點(diǎn)： ?給它固定的輸入信息，它都會(huì)給你固定的輸出信息！每當(dāng)黑色信息輸入的時(shí)候，無(wú)論如何它都僅僅前移一個(gè)方格，而不會(huì)做出其他的反應(yīng)。 ?在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中遇到食物： ? 真實(shí)的蟲(chóng)子有兩種反應(yīng)：吃 /不吃 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 建模 ?這就是加入小蟲(chóng)的內(nèi)部狀態(tài)！ ?假設(shè)黑色方格是食物，蟲(chóng)子可以吃掉它，而當(dāng)吃到一個(gè)食物后，小蟲(chóng)子就會(huì)感覺(jué)到飽了。當(dāng)讀入的信息是白色方格的時(shí)候，雖然沒(méi)有食物但它仍然吃飽了，只有當(dāng)再次讀入黑色時(shí)候它才會(huì)感覺(jué)到自己饑餓了。 ?因而，我們說(shuō)小蟲(chóng)具有兩個(gè)內(nèi)部狀態(tài)，并把它內(nèi)部狀態(tài)的集合記為： S={饑餓，吃飽 }。這樣小蟲(chóng)行動(dòng)的時(shí)候就會(huì)不僅根據(jù)它的輸入信息，而且也會(huì)根據(jù)它當(dāng)前的內(nèi)部狀態(tài)來(lái)決定它的輸出動(dòng)作，并且還要更改它的內(nèi)部狀態(tài)。 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 建模 當(dāng)前內(nèi)部狀態(tài) s 輸入數(shù)值 i 輸出動(dòng)作 o 下一時(shí)刻的內(nèi)部狀態(tài) s‘ 黑 饑餓 涂白 吃飽 黑 吃飽 后移 饑餓 白 饑餓 涂黑 饑餓 白 吃飽 前移 吃飽 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 擴(kuò)展小蟲(chóng)模型 小蟲(chóng)的行為比以前的程序復(fù)雜了一些。盡管從長(zhǎng)期來(lái)看，它最后仍然會(huì)落入機(jī)械的循環(huán)或者無(wú)休止的重復(fù)。然而這從本質(zhì)上已經(jīng)與前面的程序完全不同了，因?yàn)楫?dāng)你輸入給小蟲(chóng)白色信息的時(shí)候，它的反應(yīng)是你不能預(yù)測(cè)的！它有可能涂黑方格也有可能前移一個(gè)。 如果你已經(jīng)徹底搞懂了我們的小蟲(chóng)是怎么工作的，那么你已經(jīng)明白了圖靈機(jī)的工作原理了！因?yàn)閺谋举|(zhì)上講，最后的小蟲(chóng)模型就是一個(gè)圖靈機(jī)！ 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 擴(kuò)展小蟲(chóng)模型 ? 可以把小蟲(chóng)的輸入集合、輸出行動(dòng)集合、內(nèi)部狀態(tài)集合進(jìn)行擴(kuò)大，這個(gè)模型就一下子實(shí)用多了。 ? 但是所有這些改變?nèi)匀粵](méi)有逃出圖靈機(jī)的模型：輸入集合、輸出集合、內(nèi)部狀態(tài)、固定的程序！就是這四樣?xùn)|西抓住了小蟲(chóng)信息處理的根本。 ?圖靈機(jī)由哪幾部分組成 ?計(jì)算機(jī)由哪幾部分組成 ?它們之間的關(guān)系 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 演講完畢，謝謝觀看！
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