Кіріспе
Берілген қолтаңба бойынша еркін құрылған алгебралық құрылым. Универсалды алгебра және математикалық логикада, алгебра термині – берілген қолтаңба бойынша еркін құрылған алгебралық құрылым. Мысалы, бір бинарлық операциядан тұратын қолтаңбада, X айнымалылар жиыны бойынша алгебра термині – X арқылы тудырылған еркін магмамен сәйкес келеді. Бұл ұғымның басқа синонимдері – абсолютті еркін алгебра және анархиялық алгебра. Категория теориясы тұрғысынан алғанда, алгебра термині – бірдей қолтаңбаның барлық X-арқылы тудырылған алгебралар санатының бастапқы объектісі, және изоморфизмге дейін бірегей болатын бұл объект бастапқы алгебра деп аталады; ол гомоморфты проекция арқылы санаттағы барлық алгебраларды тудырады. Осыған ұқсас түсінік – логикалық бағдарламалауда осы атаумен жиі қолданылатын Гербранд ғаламшары, ол тұрақтылар мен функциялық символдар жиынтығынан басталып, клаузалар жиынында (абсолютті түрде еркін) анықталады. Яғни, Гербранд ғаламшары барлық негізгі терминдерден тұрады: айнымалылары жоқ терминдер. Атомдық формула немесе атом әдетте терминдер жұбына қолданылатын предикат ретінде анықталады; негізгі атом – тек негізгі терминдерді қамтитын предикат. Гербранд негізі – бұл бастапқы клаузалар жиынындағы предикат символдарынан және оның Гербранд ғаламшарындағы терминдерінен құрастырыла алатын барлық негізгі атомдар жиынтығы. Бұл екі ұғым Жак Гербрандтың есімімен аталады. Терминдік алгебралар абстрактілі деректер түрлерінің семантикасында да маңызды рөл атқарады, онда абстрактілі деректер түрінің декларациясы көп реттелген алгебралық құрылымның қолтаңбасын ұсынады, ал алгебра термині – абстрактілі декларацияның нақты моделі болып табылады.
In universal algebra and mathematical logic, a term algebra is a freely generated algebraic structure over a given signature. For example, in a signature consisting of a single binary operation, the term algebra over a set X of variables is exactly the free magma generated by X. Other synonyms for the notion include absolutely free algebra and anarchic algebra. From a category theory perspective, a term algebra is the initial object for the category of all X generated algebras of the same signature, and this object, unique up to isomorphism, is called an initial algebra; it generates by homomorphic projection all algebras in the category. A similar notion is that of a Herbrand universe in logic, usually used under this name in logic programming, which is (absolutely freely) defined starting from the set of constants and function symbols in a set of clauses. That is, the Herbrand universe consists of all ground terms: terms that have no variables in them. An atomic formula or atom is commonly defined as a predicate applied to a tuple of terms; a ground atom is then a predicate in which only ground terms appear. The Herbrand base is the set of all ground atoms that can be formed from predicate symbols in the original set of clauses and terms in its Herbrand universe. These two concepts are named after Jacques Herbrand. Term algebras also play a role in the semantics of abstract data types, where an abstract data type declaration provides the signature of a multi sorted algebraic structure and the term algebra is a concrete model of the abstract declaration.
Жалпыға ортақ алгебра
Тип – функция символдарының жиынтығы, әрқайсысының сәйкес ариттігі (яғни, кіріс санын) бар. Кез келген теріс емес бүтін сан үшін, ариттігі болған функция символдарымен белгіленеді. – тип болсын, ал – өзгермелі символдарды білдіретін бос емес символдар жиынтығы болсын. (Жайлылық үшін, және бір-бірімен қиылыспайды деп есептейміз.) Онда, типіндегі үстінен құрылған терминдер жиыны – бұл өзгермелі символдары мен тұрақтылары мен операцияларын пайдаланып құрастырылған барлық дұрыс құрылған тізбектердің жиынтығы. Формальды түрде, – ең кіші жиынтық, онда:
– жиынтығындағы әрбір өзгермелі символ – термин, және жиынтығындағы әрбір тұрақты символ да термин.
– Барлық үшін және барлық функция символдары және терминдер үшін, тізбегі бар.
– берілген терминдер болсын, ариттігі функция символын оларға қолдану қайтадан терминді білдіреді. типіндегі үстінен құрылған термин алгебрасы – бұл, қысқаша айтқанда, әрбір өрнекті оның тізбектік бейнесіне бейімдейтін типіндегі алгебра. Формальды түрде, келесідей анықталады:
– обласы – .
– жиынтығындағы әрбір нольдік функция үшін, тізбек ретінде анықталады.
– Барлық үшін және жиынтығындағы әрбір -ариттік функция және домендегі элементтер үшін, тізбек ретінде анықталады.
Термин алгебрасы абсолютті түрде бос деп аталады, өйткені кез келген типіндегі алгебра үшін және кез келген функция үшін, бір мәнді гомоморфизмге дейін кеңейтіледі, ол әрбір терминді оның сәйкес мәніне бағалайды. Формальды түрде, әрбір үшін:
– Егер , онда .
– Егер , онда .
– Егер және , онда .
— each variable symbol from is a term in , and so is each constant symbol from For all and for all function symbols and terms , we have the string — given terms , the application of an ary function symbol to them represents again a term. The term algebra of type over is, in summary, the algebra of type that maps each expression to its string representation. Formally, is defined as follows:
The domain of is For each nullary function in , is defined as the string For all and for each n ary function in and elements in the domain, is defined as the string
A term algebra is called absolutely free because for any algebra of type , and for any function , extends to a unique homomorphism , which simply evaluates each term to its corresponding value Formally, for each :
If , then If , then If where and , then .
Гербранд базасы
Тілдің σ белгісі – O тұрақтыларының алфавиті, F функциялық символдар және P предикаттардан тұратын <O, F, P> үштігі. σ белгісінің Гербранд негізі – σ-ның барлық негізгі атомдарынан тұрады: R(t1, …, tn) түріндегі барлық формулалар, мұндағы t1, …, tn – айнымалыларды қамтымайтын терминдер (яғни Гербранд әлемінің элементтері), ал R – n-арлық қатынас символы (яғни предикат). Теңдік логикасы жағдайында, ол сондай-ақ t1 = t2 түріндегі барлық теңдеулерді қамтиды, мұндағы t1 және t2 айнымалыларды қамтымайды.
Шешімділік
Терминдік алгебралар кванторларды жою арқылы шешілетінін көрсетуге болады. Шешім есептеуінің күрделілігі НОНЭЛЕМЕНТАРЛЫ, себебі бинарлық конструкторлар инъективті және осылайша жұптастыру функциялары болып табылады.