بيت » Turing Completeness

Turing Completeness

1936
  • Alan Turing
Computer science lab showcasing Turing completeness in programming languages.

A system of data-manipulation rules, such as a programming language, is Turing complete if it can simulate any single-taped Turing machine. This means it is computationally universal and can be used to solve any computable problem, given enough time and memory. Most general-purpose programming languages are Turing complete, forming the theoretical foundation for their expressive power.

Turing completeness is a concept from computability theory that defines the power of a computational system. It originates from Alan Turing’s 1936 paper describing a theoretical device known as the Turing machine. This machine consists of an infinitely long tape, a head that can read, write, and move along the tape, and a set of states and transition rules. Despite its simplicity, a Turing machine can perform any computation that can be described algorithmically. A programming language or any other formal system is deemed ‘Turing complete’ if it has the capability to simulate a universal Turing machine. This implies that the language can compute anything that is computable.

The core requirements for a system to be Turing complete are conditional branching (e.g., if-then-else statements) and the ability to loop indefinitely or recursively (e.g., while, for loops). These constructs allow the system to make decisions and repeat operations, which is sufficient to model the behavior of a Turing machine’s state transitions and tape manipulation. The Church-Turing thesis, a fundamental principle in computer science, posits that any function that is naturally considered ‘computable’ can be computed by a Turing machine. Therefore, a Turing-complete language is, in theory, capable of expressing any algorithm.

However, this theoretical power comes with a significant consequence: the halting problem. Turing proved that it is impossible to create a general algorithm that can determine, for all possible inputs, whether any given program will finish running or continue forever. This undecidability is an inherent property of all Turing-complete systems. For this reason, some domain-specific languages are intentionally designed to be non-Turing complete. For example, standard SQL and HTML are not Turing complete, which guarantees that their scripts or definitions will terminate and prevents them from entering accidental infinite loops, a desirable property for database queries and document rendering.

UNESCO Nomenclature: 1202
- علوم الحاسب الآلي

النوع

النظام التجريدي

الاضطراب

تزايدي

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • Kurt Gödel’s work on incompleteness theorems
  • Alonzo Church’s development of lambda calculus
  • David Hilbert’s program to formalize mathematics
  • The concept of an algorithm dating back to antiquity

التطبيقات

  • general-purpose programming languages (python, c++, java)
  • spreadsheet systems with macro capabilities (e.g., excel with vba)
  • minecraft’s redstone circuitry
  • cellular الأوتوماتيكية like conway’s game of life
  • some advanced sql extensions with recursive common table expressions
  • the c++ template metaprogramming subsystem
  • css3 with certain html combinations

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

!!مستويات !!! العضوية مطلوبة

يجب أن تكون عضوًا !!! مستويات!!! للوصول إلى هذا المحتوى.

انضم الآن

هل أنت عضو بالفعل؟ سجّل الدخول هنا
Related to: turing completeness, turing machine, computability theory, alan turing, church-turing thesis, universal computation, algorithm, formal language, decidability, halting problem.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

متاح للتحديات الجديدة
مهندس ميكانيكي، مشروع، هندسة العمليات أو مدير البحث والتطوير
تطوير المنتج الفعال

متاح لتحدي جديد في غضون مهلة قصيرة.
تواصل معي على LinkedIn
تكامل الإلكترونيات المعدنية والبلاستيكية، التصميم مقابل التكلفة، ممارسات التصنيع الجيدة (GMP)، بيئة العمل، الأجهزة والمواد الاستهلاكية متوسطة إلى عالية الحجم، التصنيع المرن، الصناعات الخاضعة للتنظيم، شهادات CE وFDA، التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، Solidworks، الحزام الأسود من Lean Sigma، شهادة ISO 13485 الطبية

نحن نبحث عن راعي جديد

 

هل شركتك أو مؤسستك متخصصة في التقنية أو العلوم أو الأبحاث؟
> أرسل لنا رسالة <

احصل على جميع المقالات الجديدة
مجاني، لا يوجد بريد عشوائي، ولا يتم توزيع البريد الإلكتروني ولا إعادة بيعه

أو يمكنك الحصول على عضويتك الكاملة -مجانًا- للوصول إلى جميع المحتويات المحظورة >هنا<

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

انتقل إلى الأعلى

قد يعجبك أيضاً