Кіріспе
Кез келген кіріс үшін тоқталатын Тьюринг машинасы. Есептеу теориясында, шешім қабылдағыш – кез келген кіріс үшін тоқталатын Тьюринг машинасы. Ол толық Тьюринг машинасы деп те аталады, себебі ол толық функцияны көрсетеді. Ол әрқашан тоқтатылатындықтан, мұндай машина берілген жолдың формальді тілге жататынын анықтай алады. Мұндай машиналармен шешілетін тілдер класы рекурсивті тілдер жиыны болып табылады. Кез келген Тьюринг машинасы берілгенде, оның шешім қабылдағыш машина екенін анықтау шешілмейтін мәселе болып табылады. Бұл тоқтау мәселесінің бір түрі, ол Тьюринг машинасының нақты кіріс бойынша тоқтайтынын сұрайды.
In computability theory, a decider is a Turing machine that halts for every input. A decider is also called a total Turing machine as it represents a total function. Because it always halts, such a machine is able to decide whether a given string is a member of a formal language. The class of languages which can be decided by such machines is the set of recursive languages. Given an arbitrary Turing machine, determining whether it is a decider is an undecidable problem. This is a variant of the halting problem, which asks for whether a Turing machine halts on a specific input.
Жалпы Тьюринг машиналары арқылы есептелетін функциялар
Іс жүзінде, көптеген қызығушылық тудыратын функцияларды үнемі тоқтайтын машиналар есептей алады. Кез келген нақты кіріс үшін шектеулі жадты ғана пайдаланатын машинаны, оның басқару ағынын шектеу арқылы, кез келген кіріс үшін тоқтауға мәжбүрлеуге болады, осылайша ешқандай кіріс машинаның шексіз циклға түсуіне себеп болмайды. Мысалы, шекті шешім ағашын іске асыратын машина әрқашан тоқтайды. Дегенмен, тоқтауға кепілдік беру үшін машинаның мүлдем циклдардан босатылуы міндетті емес. Егер циклдарды алдын ала білінетін шекті мөлшермен шектесек (BASIC-тегі FOR циклі сияқты), біз барлық бастапқы рекурсивті функцияларды бейнелей аламыз (Мейер және Ричи, 1967). Мұндай машинаның мысалын Брейнерд пен Ландвебердің (1974) PL {GOTO} бағдарламалау тілі көрсетеді. Біз тіпті одан күрделі функциялардың үнемі тоқтайтынын қамтамасыз ететін бағдарламалау тілін анықтай аламыз. Мысалы, Акерманн функциясы бастапқы рекурсивті емес, бірақ ол аргументтері бойынша редукциялық тәртіппен жұмыс істейтін термин қайта жазу жүйесімен есептелетін толық есептеуге қабілетті функция болып табылады (Ohlebusch, 2002, 67 б.). Жоғарыдағы бағдарламалау тілдерінің бағдарламалардың аяқталуына кепілдік беретін мысалдарына қарамастан, әрқашан тоқтайтын Тьюринг машинасымен есептелетін, яғни толық рекурсивті функцияларды дәл қамтитын бағдарламалау тілі жоқ. Өйткені мұндай бағдарламалау тілінің болуы Тьюринг машинасының кез келген кіріс бойынша тоқтайтыны туралы мәселенің жартылай шешілмейтінімен қайшы келеді.
Тьюринг машиналарының жалпы индекстерінің жиынтығы
Тьюринг машинасының e индексі бар машинасы кез келген кіріс бойынша тоқтай ма деген шешімдік мәселе шешілмейді. Шындығында, бұл мәселе арифметикалық иерархия деңгейінде орналасады. Осылайша, бұл мәселе тоқтау мәселесінен қатаң түрде қиын, ол e индексі бар машинаның 0 кірісінде тоқтайтынын сұрайды. Интуитивті түрде, осы шешілмейтін айырмашылықтың себебі – "жалпы машина" мәселесінің әрбір мысалы Халтинг мәселесінің шексіз көп мысалдарын білдіреді.
Дәлелденуі
Адамды Тьюринг машинасының тоталдығы ғана емес, сонымен қатар оны бірінші реттік Пеано арифметикасы сияқты белгілі бір логикалық жүйеде дәлелдеу мүмкіндігі де қызықтыруы мүмкін. Дұрыс дәлелдеу жүйесінде, дәлелденген әрбір тоталды Тьюринг машинасы шындығында тоталды болады, бірақ керісінше дұрыс емес: бейресми түрде, жеткілікті күшті (Пеано арифметикасын қоса алғанда) әрбір бірінші реттік дәлелдеу жүйесі үшін, тоталды деп есептелетін, бірақ оны дәлелдеуге болмайтын Тьюринг машиналары бар, егер жүйе сәйкес келмейтін болса (онда кез келген нәрсені дәлелдеуге болады). Олардың тоталдығын дәлелдеу кейбір болжамдарға негізделуі керек немесе басқа дәлелдеу жүйесін қажет етеді. Осылайша, дәлелдеу жүйесіндегі барлық дәлелдемелерді санап шығаруға болатындай, кіріс n үшін, алғашқы n дәлелдемені қарап, қайшылықты іздейтін Тьюринг машинасы құрастырылуы мүмкін. Егер ол қайшылық тапса, ол шексіз циклге түсіп, тоқтамайды; әйтпесе, тоқтайды. Егер жүйе сәйкес болса, Тьюринг машинасы әрбір кіріс үшін тоқтайды, бірақ Гёдельдің толық еместік теоремаларына байланысты, мұны жеткілікті күшті дәлелдеу жүйесінде дәлелдеу мүмкін емес. Дәлелдеу жүйесі сәйкес келмесе ғана тоқталатын Тьюринг машинасы жасауға болады, сондықтан ол сәйкес жүйе үшін тоталды емес, бірақ мұны дәлелдеуге болмайды: Бұл кіріске қарамастан, барлық дәлелдемелерді санап шығып, қайшылыққа тоқтайтын Тьюринг машинасы. Гудштейн тізбектерін өтіп, нөлге тоқтаған Тьюринг машинасы тоталды болады, бірақ Пеано арифметикасында оны дәлелдеу мүмкін емес.