49772 (Многоголовочная машина Тьюринга), страница 2

Таким образом, любая машина Тьюринга задает некоторую частичную функцию на двоичных словах. Все такие функции естественно назвать вычислимыми на машинах Тьюринга.

Машина Тьюринга называется детерминированной, если каждой комбинации состояния и ленточного символа в таблице соответствует не более одного правила, и недетерминированной в противном случае.

Интуитивное понимание:

Интуитивное понимание машины Тьюринга таково: имеется бесконечная лента, разделённая на клетки. По клеткам ездит каретка. Прочитав букву, записанную в клетке, каретка движется вправо, влево или остаётся на месте, при этом буква заменяется новой. Некоторые буквы останавливают каретку и завершают работу.

Полнота по Тьюрингу:

Можно сказать, что Машина Тьюринга представляет собой простейшую вычислительную машину с линейной памятью, которая согласно формальным правилам преобразует входные данные с помощью последовательности элементарных действий. Элементарность действий заключается в том, что действие меняет лишь небольшой кусочек данных в памяти (в случае Машины Тьюринга – лишь одну ячейку), и число возможных действий конечно. Несмотря на простоту машины Тьюринга на ней можно вычислить все, что можно вычислить на любой другой машине, осуществляющей вычисления с помощью последовательности элементарных действий. Это свойство называется полнотой.

Пример машины Тьюринга:

Приведем пример МТ для умножения чисел в унарной системе счисления. Машина работает по набору правил, приведённых в таблице 1:

Таблица 1. Набор правил

Конкретная машина Тьюринга задается перечислением элементов множества букв алфавита A, множества состояний Q и набором правил, по которым работает машина. Они имеют вид: qiaj→qi1aj1dk (если головка находится в состоянии qi, а в обозреваемой ячейке записана буква aj, то головка переходит в состояние qi1, в ячейку вместо aj записывается aj1, головка делает движение dk, которое имеет три варианта: на ячейку влево (L), на ячейку вправо(R), остаться на месте(H)). Для каждой возможной конфигурации имеется ровно одно правило. Правил нет только для заключительного состояния, попав в которое машина останавливается. Кроме того, необходимо указать конечное и начальное состояния, начальную конфигурацию на ленте и расположение головки машины.

Классификация машин Тьюринга:

Существуют различные модификации и обобщения машины Тьюринга; к ним относятся, в частности, многоленточные и многоголовочные машины, а также машины с различными ограничениями возможностей передвижения головки и преобразования информации на ленте.

Попытка классификации машин Тьюринга, предпринята В.А. Успенским и А.Л. Семеновым [1987, с. 238–243]. Следуя ей, изобразим следующую классификационную схему:

Рассмотрим подробнее многоленточную машину Тьюринга: многоленточные машины Тьюринга имеют несколько (конечное множество) лент, каждая со своей головкой, управляющему устройству доступны символы, находящиеся в ячейках, на которых расположены головки лент. Выделены две ленты: входная, с которой разрешается только читать символы, и выходная, на которую разрешается только писать символы. Остальные ленты называются рабочими. Многоленточная машина называется k-ленточной, если у нее k рабочих лент. Действие за такт работы состоит в изменении состояния управляющего устройства, изменении символов в ячейках под головками и изменении положений головок на лентах (каждая головка сдвигается не более чем на одну позицию). Это действие однозначно определяется состоянием управляющего устройства и набором символов в ячейках под головками. Если действие выполнить нельзя, машина останавливается.

При одном движении, зависящем от состояния конечного управления и сканируемого символа каждой из ленточных головок, машина может:

1) изменить состояние;

2) напечатать новый символ на каждой из сканируемых ячеек;

3) передвинуть каждую из ее ленточных головок независимо друг от друга на одну ячейку влево, вправо или оставить ее на том же месте.

Сначала входная цепочка имеется только на первой ленте, а все другие ленты пусты.

Таким образом, мы определились, что машина Тьринга – это конечное устройство, которое производит действия на бумажной ленте. Также мы рассмотрели классификацию машин Тьюринга, принцип работы, а также состав и назначение машины Тьюринга.

Теперь рассмотрим основы морфологического разбора предложения. Для начала определимся, что же такое морфология, а затем подробно рассмотрим все тонкости данного разбора.

Итак, морфология – это раздел науки о языке, который изучает части речи. Все слова русского языка объединены в группы, которые называются частями речи – это лексико-грамматические классы слов, в которых слова объединяются на основе следующих критериев:

1. Общего грамматического значения (предмета, признака предмета, количества и так далее)

2. Одинакового набора постоянных морфологических признаков (например, для существительных – собственное или нарицательное, одушевлённое или неодушевлённое, род, число), общей системы изменения (например, глаголы спрягаются, существительные и прилагательные склоняются).

3. Одинакового набора словообразовательных и словоизменительных морфем (например, некоторые части речи имеют типичные суффиксы: – тель, – изн- – имена существительные).

4. Одинаковых синтаксических функций в составе предложения.

Применительно к нашей задаче, остановимся только на трёх частях речи: имени существительном, имени прилагательном и глаголе, так как для реализации морфологического разбора их будет вполне достаточно, а также данные части речи являются наиболее распространёнными. Также при описании данных частей речи более подробно разберём некоторые морфологические признаки, словообразовательные и словоизменительные морфемы, присущие для выбранных нами частей речи, причём более подробно следует обратить внимание на окончание, так как данный критерий в большей степени подходит нам для реализации задачи.

ИМЯ СУЩЕСТВИТЕЛЬНОЕ – это часть речи, отвечающая на вопросы кто? что?. К морфологическим признакам имени существительного относятся род, число, склонение и падеж существительного. Рассмотрим сначала род.

ИМЯ ПРИЛАГАТЕЛЬНОЕ – это часть речи, которая обозначает признак предмета и отвечает на вопросы: какой? какая? какое? какие? чей?. Прилагательные изменяются по родам, числам и падежам. Следовательно они всегда связанны с существительными и стоят в том же роде, числе и падеже, что и существительное, с которым они связанны. Следует также отметить, что прилагательные бывают:

– качественные (то есть выражают качество предмета)

– притяжательные (то есть выражают принадлежность придмета кому-либо)

– относительные (то есть указывает на отношение данного предмета к другим предметам).

ГЛАГОЛ – это часть речи, которая обозначает действие предмета и отвечает на вопросы: что делать? что сделать? Глагол имеет начальную форму – это инфинитив или неопределённая форма глагола.

Система является пакетом прикладных программ, предназначенного для морфологического разбора предложения с использованием алгоритма машины Тьюринга.

Объектами автоматизации являются процесс морфологического разбора. Создание данной системы показывает, что по принципу работы машины Тьюринга можно решать любые задачи на современных машинах, в различных программных средах.

Внедрение системы позволит обеспечить:

• Быстрый разбор предложения.

• Доступ к справочной информации системы.

Цели:

• составление диаграмм модели системы;

• составление диаграммы взаимодействия с целью распределения работ по анализу;

• составление алгоритма решения задачи на основании диаграмм активности и классов;

Сведения об использовании при проектировании нормативно-технических документов:

• ГОСТ 34.201–89 Виды, комплектность и обозначение документов при создании автоматизированных систем.

• ГОСТ 34.601–90 Автоматизированные системы, стадии создания.

• ГОСТ 34.602–89 Техническое задание на создание автоматизированной системы.

• РД 50–34.698–92 Виды испытаний автоматизированных систем.

• ГОСТ 19.105–78 ЕСПД Общие требования к программным продуктам

Описание процесса деятельности

Состав процедур или операций

Состав процедур или операций представлен на рисунке 7.

Рис. 7. Расширенная диаграмма прецедентов

Формирование требований к организации работ в условиях функционирования системы

• К использованию системы допускаются лица прошедшие обучение по работе с системой.

• Должна быть организованна поддержка конфиденциальности персональных данных для доступа к системе

Основные технические решения

Решения по структуре системы

На рисунке 8 изображена диаграмма классов, которая показывает множество классов, интерфейсов, коопераций и отношений между ними.

Рис. 8. Диаграмма классов

На данной диаграмме классов приведены классы, содержащие имена, атрибуты и операции, а также классы, содержащие только имена.

По данной диаграмме можно сделать следующие выводы о системе.

Во-первых, суть морфологии заключается в определении перечисленных частей речи, а также система морфологического разбора включает справочник. С помощью отношения обобщения показывается, что каждая из перечисленных частей речи является одной из множества себе подобных.

Во-вторых, отношение между морфологией и справочником показывает то что оба этих класса работают с одинаково большим массивом данных

На рисунке 9 изображена диаграмма компонентов, которая показывает на какие части будет разбита создаваемая система.

Рис. 9. Диаграмма компонентов

На диаграмме компонентов показаны программные модули и информационные модули.

Модуль Morfol_razbr.exe является управляющим, предназначенный для выполнения основных функций, то есть осуществление морфологического разбора текста введенного в данный модуль. При своей работе ониспользует остальные модули: Help.chm и BD.sql.

Решения по структуре информации

На рисунке 10 изображена логическая IDEF1X диаграмма, которая показывает и описывает все хранилища информации создаваемой системы и отношения между ними.

Рис. 10. Логическая IDEF1X диаграмма

7. Рабочий проект

На рисунке 11 изображена расширенная диаграмма классов.

Рис. 11. Расширенная диаграмма классов

На рисунке 12 изображена диаграмма активности.

Рис. 12. Диаграмма деятельности

На рисунках 13, 14, 15 изображён интерфейс программы