diff --git a/Berechenbarkeits-KomplexTh/Berechenbarkeits-KomplexTh.tex b/Berechenbarkeits-KomplexTh/Berechenbarkeits-KomplexTh.tex new file mode 100644 index 0000000..735b0fa --- /dev/null +++ b/Berechenbarkeits-KomplexTh/Berechenbarkeits-KomplexTh.tex @@ -0,0 +1,135 @@ +\documentclass[11pt]{scrartcl} +\usepackage[utf8]{inputenc} +\usepackage[ngerman]{babel} +\usepackage{amsmath} +\usepackage{amssymb} +\usepackage{multicol} +\usepackage{booktabs} +\usepackage{pstricks} +\usepackage{pst-node} +\usepackage[paper=a4paper,left=30mm,right=20mm,top=20mm,bottom =25mm]{geometry} +\usepackage[ + pdftitle={Berechenbarkeits.- Komplex.Th.}, + pdfsubject={Mitschrift der Vorlesung "Berechenbarkeits.- Komplex.Th." an der HTW-Aalen, bei Herrn Thierauf.}, + pdfauthor={Thomas Battermann}, + pdfkeywords={Berechenbarkeits.- Komplex.Th.}, + pdfborder={0 0 0} +]{hyperref} +\usepackage{tabularx} +%\usepackage{graphicx} +\usepackage{color} +\usepackage{lastpage} +\usepackage{fancyhdr} +\setlength{\parindent}{0ex} +\setlength{\parskip}{2ex} +\setcounter{secnumdepth}{4} +\setcounter{tocdepth}{4} +\definecolor{darkgreen}{rgb}{0,0.5,0} +\definecolor{darkblue}{rgb}{0,0,0.5} + +\pagestyle{fancy} %eigener Seitenstil +\fancyhf{} %alle Kopf- und Fußzeilenfelder bereinigen +\fancyhead[L]{Berechenbarkeits.- Komplex.Th.} %Kopfzeile links +\fancyhead[C]{Semester 3} %zentrierte Kopfzeile +\fancyhead[R]{WS 2011/2012} %Kopfzeile rechts +\renewcommand{\headrulewidth}{0.4pt} %obere Trennlinie +\fancyfoot[C]{Seite \thepage\ von \pageref{LastPage}} +\renewcommand{\footrulewidth}{0.4pt} %untere Trennlinie + +\newcommand{\spa}{\hspace*{4mm}} +\newcommand{\defin}{\textcolor{darkgreen}{\textbf{Def.: }}} +\newcommand{\rrfloor}{\right\rfloor} +\newcommand{\llfloor}{\left\lfloor} + +\title{Berechenbarkeits.- Komplex.Th.} +\author{Mitschrift von Thomas Battermann} +\date{3. Semester} + +\begin{document} + \pagestyle{empty} + + \maketitle\thispagestyle{empty} + \tableofcontents\thispagestyle{empty} + + \newpage + \pagestyle{fancy} + \setcounter{page}{1} + + \section{Turingmaschinen} + + Eingabe und Arbeitsband + \begin{tabular}{c|c|c|c|c|c|c} + \hline + & \color{orange}{\(x_1\)} & \(x_2\) & \(x_3\) & … & \(x_n\) & \\ + \hline + \end{tabular} + {\color{orange}Lese- Schreibkopf} + + Abhängig vom Zustand und vom gelesenen Zeichen auf dem Band kann die Maschine: + \begin{itemize} + \item den Zustand wechseln + \item das gelesene Zeichen überschreiben + \item den Lese-Schreib-Kopf um \( \lt 1\) Feld auf dem Band nach links oder rechts bewegen. + \end{itemize} + + Formal:\\ + Ein \underline{Turingmaschine} (TM) M hat 8 Komponenten,\\ + \spa \( M = (Z, \Sigma, \Gamma, \delta, Z_0, Z_a, Z_V,\Box ) \)\\ + wobei: + \begin{itemize} + \item \(Z\) – Zustände + \item \(\Sigma\) – Eingabealphabet + \item \(\Gamma\) – Arbeitalphabet + \item \(Z_0\) – Anfangszustand + \item \(Z_a\) – akzeptierender Zustand + \item \(Z_V\) – verwerfender Zustand + \item \(\Box\) – Blank \( \in \Rho \) – \(\Sigma\) + \end{itemize} + + Die Übergangsfunktion S,\\ + \spa \( \delta: Z \times \Gamma \to Z \times \Gamma \times \{ L,N,R \} \)\\ + D.\,h. typische Anweisung ist\\ + \spa \( \delta(z,a) = (Z',b,x) \)\\ + Wenn M im Zustand z ist und das Zeichen a liest, dann wechselt M in den Zustand \(Z'\), überschreibt a mit b und bewegt den Lese-Schreibkopf um ein Feld nach links, falls \( X=L\) + \begin{itemize} + \item um ein Feld nach rechts, falls \( X=R\) + \item bleibt stehen, falls \( X=N\) + \end{itemize} + + Rechnung von M auf Eingabe \( x = x_1 … x_n \in \Sigma^x \):\\ + Initial steht x auf dem Eingabeband und der Lese-Schreibkopf auf dem 1. Zeichen \(x_1\) .\\ + Links und rechts der Eingabe steht \(\Box\) auf allen Feldern (Beidseitig unbeschränktes Band).\\ + Anfangszustand ist \(Z_0\) + Dann fährt die Maschine Schritte gemäß \(\delta\). Die Rechnung stoppt, wenn \(Z_a\) oder \( Z_V\) erreicht wird. x wird akzeptiert, falls \(Z_a\) erreicht wird, sonst wird x verworfen. + + Die von \underline{M akzeptierte Sprache} ist\\ + \spa \( L(M) = \{ x \in \Sigma* \mid M \text{ akzeptiert } x \} \) + Bsp. Sei \( \Sigma = \{ 0,1 \} \)\\ + \spa Berechne \(f(x) = x+1 \)\\ + \begin{tabular}{c|c|c|c|c} + \hline + \(\Box\) & 1& 0 & 1 & \(\Box\) \\ + \hline + \end{tabular} \( \to \) + \begin{tabular}{c|c|c|c|c} + \hline + \(\Box\) & 1& 1 & 0 & \(\Box\) \\ + \hline + \end{tabular} + + Der berechnete Funktionswert ist definiert als das Wort \( \in \Sigma* \) von der Position des Lese-Schreibkopfs nach rechts, bis zu 1. Blank.\\ + In \(Z_a\). + + \( \sigma(Z_0,0) = (Z_0, 0, R) \)\\ + \( \sigma(Z_0,1) = (Z_0, 1, R) \)\\ + \( \sigma(Z_0,\Box) = (Z_1, \Box, L) \)\\ + \( \sigma(Z_1,0) = (Z_2, 1, L) \)\\ + \( \sigma(Z_1,1) = (Z_1, 0, L) \)\\ + \( \sigma(Z_2,0) = (Z_2, 0, L) \)\\ + \( \sigma(Z_2,1) = (Z_2, 1, L) \)\\ + \( \sigma(Z_2,\Box) = (Z_a, \Box, R) \)\\ + \( \sigma(Z_1,\Box) = (Z_a, 1, N) \) + + + +\end{document}