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图灵机演示软件 V.02 及使用说明
为直观地了解图灵机的执行过程,我用HTML5设计了一个图灵机的执行演示软件,放在博客上同大家共享。欢迎大家使用(给学生讲课很有用),并请提出宝贵意见。
图灵机演示软件V.02说明
作者:西北大学 郝克刚
此图灵机演示软件是为直观地了解图灵机的执行过程而设计的。演示软件设计为一个.html文件,用浏览器演示。由于浏览器IE 不支持HTML5的Canvas功能,本软件只能用firefox或chrome浏览器观看。这些浏览器可以很容易从它们的官方网站免费下载。
演示可用浏览器直接指向链接,或将.html文件下载到本机上浏览(见文后附件)。演示软件的界面由图灵机显示窗、控制按钮区和规则显示区三部分组成。画面出现后,按如下步骤进行。
1. 选择用例。软件设计了三个演示用例,可以点击演示:Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ(或按键盘的1,2,3键)进行选择。
2. 设置初始字。演示用例选择后,在规则区中显示其规则列表,并在图灵机的带子上设置初始字“1”。可以用点击初始字:+(或按键盘的↑上箭头键)来增加初始字的值。以后可以用点击 “l”(或按键盘的↓下箭头键)来恢复初始字“1”。
3. 执行。设置初始字后,规则区中适用的规则呈红色。点击向右的三角形图标(或按键盘的回车键Enter)图灵机单步执行一步。点击向右的双三角形图标(或按键盘的空格键Space)图灵机将自动执行。再点击双杠图标(或按空格键)一次,图灵机将暂停。在自动执行的过程中,可用点击向右并带丨的三角形图标(或按K键)加快或还原执行的速度。按照图灵机的规定,在没有适用的规则时,执行将中止。可点击向左并带丨的三角形图标(或按键盘的退格键Backspace)回到执行的开始。
4. 显示窗的调整。点击图灵机显示窗左、右下角的三角形(或按键盘的←左箭头、→右箭头)可任意调整显示窗的显示位置。在图灵机自动执行时,会自动调整显示窗的显示位置,不必手工干预。
5. 演示用例Ⅰ。二进制数的展开。初始字是一个二进制数。通过图灵机的执行,得到的结果是长度等于此数值的由一串“1”组成的字。
6. 演示用例Ⅱ。求2的x次方。初始字是一个二进制数x,执行结果是2 x二进制表示。
7. 演示用例Ⅲ。这是对通用图灵机执行的一个示意,本软件并没有真正实现通用图灵机,只是一个简单的表述。当选择演示用例Ⅲ后,规则区显示的应当是通用图灵机的规则(本软件只是示意,显示的并不是真正通用图灵机的规则。)当第一次选择Ⅲ时,我们演示的是用通用图灵机执行二进制数的展开的例子(相当于演示用例Ⅰ)。当再次选择Ⅲ时,我们演示的是用通用图灵机执行求2的x次方的例子(相当于演示用例Ⅱ)。在设置初始字的过程中,在图灵机带子上除设置计算的初始字外,还分别把相应(用例Ⅰ或Ⅱ)的计算规则编码后也放在带子上。可以自动执行来示意计算的过程,最后用点击向右并带丨的三角形图标(或按K键)加快执行速度,并最终显示计算结果。
附:图灵机演示软件(用firefox或chrome浏览器浏览)
图灵机演示软件 TMshow02.html
演示软件说明 TMshowmanu02.doc
也可使用下述链接:
http://mainpage.nwu.edu.cn/hkg/home/games/turing/TMshow02.html
http://mainpage.nwu.edu.cn/hkg/home/games/turing/TMshowmanu02.doc
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