Машина Поста — это абстрактная вычислительная модель, которая используется для изучения алгоритмов и вычислительных процессов. Она состоит из бесконечной ленты, разделенной на ячейки, каретки, которая может перемещаться вдоль этой ленты, и набора команд, которые описывают, как машина должна действовать в зависимости от текущего состояния и содержимого ячейки.
Ваша задача заключается в анализе программы, определяющей поведение машины Поста, когда две помеченные метками клетки находятся на расстоянии (n) клеток друг от друга, а каретка изначально расположена на левой помеченной клетке. Программа задана следующими командами:
- (1 \rightarrow 2)
- (3 \leftarrow 4)
- (2) ? (1, 3)
- (4) ? (3, 1)
Анализ программы:
Команда 1 ((1 \rightarrow 2)):
Каретка перемещается вправо на одну клетку и переходит в состояние 2.
Команда 2 ((3 \leftarrow 4)):
Каретка перемещается влево на одну клетку и переходит в состояние 4.
Команда 3 ((2) ? (1, 3)):
Если каретка находится на помеченной клетке, она переходит в состояние 1. Если нет, то она переходит в состояние 3.
Команда 4 ((4) ? (3, 1)):
Если каретка находится на помеченной клетке, она переходит в состояние 3. Если нет, то она переходит в состояние 1.
Выполнение программы:
Начальное состояние: Каретка находится на левой помеченной клетке. Предположим, что начальное состояние — 1.
Шаг 1: Выполняется команда 1 ((1 \rightarrow 2)), каретка перемещается вправо на одну клетку и переходит в состояние 2.
Шаг 2: Выполняется команда 3 ((2) ? (1, 3)). Поскольку каретка теперь находится на непомеченной клетке, она переходит в состояние 3.
Шаг 3: Выполняется команда 2 ((3 \leftarrow 4)), каретка перемещается влево на одну клетку и переходит в состояние 4.
Шаг 4: Выполняется команда 4 ((4) ? (3, 1)). Поскольку каретка находится на помеченной клетке, она переходит в состояние 3.
Шаг 5: Выполняется команда 2 ((3 \leftarrow 4)), каретка перемещается влево, но так как она уже на левой границе (в данном контексте мы предполагаем движение в пределах помеченных клеток), переходит в состояние 4.
Таким образом, можно заметить, что машина Поста будет перемещаться между двумя состояниями, пытаясь перейти на помеченную клетку и обратно. В результате, машина выполняет циклические операции между двумя помеченными клетками, бесконечно перемещаясь между ними.