图灵机实验报告

图灵测试介绍图灵机的工作原理详解图灵测试简介图灵测试（TheTuringtest）由艾伦麦席森图灵发明，指测试者与被测试者（一个人和一台机器）隔开的情况下，通过一些装置（如键盘）向被测试者随意提问。

进行多次测试后，如果有超过30%的测试者不能确定出被测试者是人还是机器，那么这台机器就通过了测试，并被认为具有人类智能。

图灵测试一词来源于计算机科学和密码学的先驱阿兰麦席森图灵写于1950年的一篇论文《计算机器与智能》，其中30%是图灵对2000年时的机器思考能力的一个预测，目前我们已远远落后于这个预测。

图灵测试测试内容图灵提出了一种测试机器是不是具备人类智能的方法。

即假设有一台电脑，其运算速度非常快、记忆容量和逻辑单元的数目也超过了人脑，而且还为这台电脑编写了许多智能化的程序，并提供了合适种类的大量数据，那么，是否就能说这台机器具有思维能力？图灵肯定机器可以思维的，图灵测试他还对智能问题从行为主义的角度给出了定义，由此提出一假想：即一个人在不接触对方的情况下，通过一种特殊的方式，和对方进行一系列的问答，如果在相当长时间内，他无法根据这些问题判断对方是人还是计算机，那么，就可以认为这个计算机具有同人相当的智力，即这台计算机是能思维的。

这就是著名的图灵测试（TuringTesTIng）。

当时全世界只有几台电脑，其他几乎所有计算机根本无法通过这一测试。

要分辨一个想法是自创的思想还是精心设计的模仿是非常难的，任何自创思想的证据都可以被否决。

图灵试图解决长久以来关于如何定义思考的哲学争论，他提出一个虽然主观但可操作的标准：如果一台电脑表现（act）、反应（react）和互相作用（interact）都和有意识的个体一样，那么它就应该被认为是有意识的。

为消除人类心中的偏见，图灵设计了一种模仿游戏即图灵测试：远处的人类测试者在一段规定的时间内，根据两个实体对他提出的各种问题的反应来判断是人类还是电脑。

通过一。

python图灵机建模与模拟
在计算机科学领域中，图灵机是一种经典的抽象计算模型。

Python 是一种广泛使用的编程语言，支持多范式编程，包括面向对象、函数式和过程式编程。

基于这两种计算模型，可以实现Python 图灵机建模与模拟的功能。

Python 图灵机建模包括两个主要过程：定义图灵机状态转移函数和定义输入输出处理函数。

图灵机状态转移函数描述了在给定状态下，接收到的输入应如何转移到下一个状态。

输入输出处理函数负责将输入解码为可处理的格式，并将输出编码为系统可理解的格式。

Python 图灵机模拟则包括三个主要步骤：初始化图灵机状态、读取输入和执行状态转移函数。

在初始化过程中，需要确定初始状态和计算空间。

读取输入时，需要将输入编码为计算机可处理的格式，并将其存储在计算空间中。

执行状态转移函数需要根据当前状态和输入，更新计算空间中的值并将转移到下一个状态。

Python 图灵机建模与模拟可应用于许多计算机科学领域，包括人工智能、计算机科学基础、自然语言处理等。

在人工智能领域中，图灵测试就是一种测试人工智能的标准，其中图灵机建模与模拟技术被广泛应用。

在计算机科学基础领域中，图灵机被用作理论计算模型，对计算可行性等问题进行研究。

而在自然语言处理领域中，图灵机建模与模拟技术则被用于实现自然语言处理算法，如语法分析、机器翻译等。

总之，Python 图灵机建模与模拟是一项基于图灵机计算模型的抽象计算方法，在计算机科学和人工智能领域有广泛的应用前景。

【计算理论】图灵机（图灵机⽰例）⽂章⽬录⼀、图灵机⽰例指令 初始状态下 , 状态是 读取头 指向的字符是 ,如下图 :执⾏完 指令之后 , 状态变为 状态 , 读取头将指向的字符 擦除 , 改为 ,向左移动⼀个单位 ( 这⾥不进⾏移动 ) ;左端点向左移动默认不动说明 :⼀般情况下我们计算时涉及的图灵机都是 向右⽆限延长的带⼦ , 带⼦有⼀个左端点 ;当读写头当前已经指向左端点时 , 如果再向左移动 , 此时默认不进⾏移动 ;⼆、图灵机⽰例 2L :(p,1)→(q,0,L)p 1L p q 10任务 : 设计⼀个图灵机 , 给定输⼊之后 , 图灵机会 在输⼊中寻找 字符 ;算法 :如果 找到了 字符 , 就会将该字符转变成 字符 , 然后将当前状态改为接受状态 , 然后停下来 ;如果带⼦上的字符都读取完毕后 , 没有找到 , 只找到了空⽩字符 , 将该空⽩字符改为 , 然后向左移动⼀格 , 然后停下来 ;( ⾃动机停下的前提是处于可接受状态 )根据上述算法 , 构造图灵机 ;图灵机设计 :① 状态集 , 其中 是开始状态 , 是接受状态 ;② 输⼊字符集 ;③ 带⼦字符集 , 其中 是空⽩字符 ;④ 指令 ⑤ 指令 ⑥ 指令 上述图灵机设计中 , 最关键的部分是三条指令 ;图灵机处于开始状态 , 读头指向 字符 , 左端的 是输⼊字符 , 查看图灵机是否接受 字符串 ;下⾯图灵机后续都是空⽩字符 ;根据指令 指令 , 当前状态 , 当前指向字符 , 输出内容是 ,即 状态变为 , 读头指向的字符变为 , 向右移动⼀个字符 ;如下图 :110f 11Q ={q,f}q f Σ={0,1}Γ={0,1,B}B δ(q,0)=(q,0,R)δ(q,1)=(f,0,R)δ(q,B)=(q,1,L)q 00000B δ(q,0)=(q,0,R)q 0q,0,R q 0此时继续 根据指令 指令 , 当前状态 , 当前指向字符 , 输出内容是 ,即 状态变为 , 读头指向的字符变为 , 向右移动⼀个字符 ;如下图 :此时继续 根据指令 指令 , 当前状态 , 当前指向字符 , 输出内容是 ,即 状态变为 , 读头指向的字符变为 , 向左移动⼀个字符 ;如下图 :δ(q,0)=(q,0,R)q 0q,0,R q 0δ(q,B)=(q,1,L)q B q,1,L q 1此时继续 根据指令 指令 , 当前状态 , 当前指向字符 , 输出内容是 ,即 状态变为 , 读头指向的字符变为 , 向右移动⼀个字符 ;如下图 :此时继续 根据指令 指令 , 当前状态 , 当前指向字符 , 输出内容是 ,即 状态变为 , 读头指向的字符变为 , 向右移动⼀个字符 ;此时的状态 是接受状态 , ⾃动机停⽌运⾏ ;如下图 :δ(q,0)=(q,0,R)q 0q,0,R q 0δ(q,1)=(f,0,R)q 1f,0,R f 0f图灵机 与 ⾃动机 接受的条件是不同的 ;图灵机计算过程中 , ⼀旦到达接受状态 , ⽴刻停机 , 不再继续进⾏计算 ; 并且称该图灵机是可接受的 ;⾃动机即使到达接受状态 , 也要把⾃动机读取的字符读取完毕 , 才停⽌计算 ; 然后在查看最终的状态是否是接受状态 ;。

【最新整理，下载后即可编辑】实验1 图灵机模型与计算机硬件系统虚拟拆装实验报告学号1500202151 姓名叶思凡班级：卫生检验与检疫15 实验时间：2017年2月23 日实验报告表1-1图灵机模型中的主要组成部分及作用实验报表1-2冯.诺依曼计算机体系结构的功能描述实验报告表1-4 微型计算机拆卸顺序记录表实验报告表1-7 6个指定部件的安装顺序记录表在本次实验中，你有哪些收获？遇到哪些问题？这些问题是否已经解决？如果已经解决了，请说说你是如何解决的。

也可谈谈你的其它想法。

在本次实验中，我认识到图灵机模型组成和冯诺依曼计算机体系组成及其功能，并且了解到最初的计算机是如何诞生并运行的。

在实验中，对于图灵机模型模拟过程，以及冯诺依曼计算机的运行难以理解。

在搜素相关资料并询问老师后，得知图灵机是为了用机器模拟人的运算过程而实现的，图灵机是通过纸带来读取一个空格的信息，并根据控制器当前的状态和控制规则，改变控制器当前的状态，而冯诺依曼计算机结构则是通过计算机硬件设备将许多命令按一定的顺序组成的程序，然后把程序和数据一起输入计算机，计算机对已存入的程序和数据处理后，输出结果。

第一周作业题：（请认真查阅教材及相关资料，回答以下问题，并把答案附在问题之后）1.什么是图灵机的理论模型？其核心思想与贡献是什么？答：图灵机模型是指图灵机具有一个有穷控制器, 一条两端无穷的输入输出带和一个带头，带划分为单元格, 每个单元格可以放置一个符号, 带头每次根据当前状态和带头处单元格的符号内容, 根据转移规则选择下一个动作, 每个动作都包括下一个状态, 修改带头处单元格的符号以及带头向左或向右移动一个单元。

图灵机的思想是关于数据、指令、程序及程序/指令自动执行的基本思想。

其贡献主要有：1、图灵机模型理论是计算学科最核心的理论之一；2、图灵机模型为计算机设计指明了方向；3、图灵机模型是算法分析和程序语言设计的基础理论。

2.什么是冯.诺依曼计算机体系结构？为什么说它是现代计算机的基础？答：冯诺依曼的计算机体系结构是：数学计算机的数制采用二进制；计算机应该按照程序顺序执行。

计算理论实验灵机模拟与可计算性验证计算理论是计算机科学的重要分支，研究了计算的本质和边界。

在计算理论中，实验灵机模拟以及可计算性验证是两个重要的概念。

本文将介绍实验灵机模拟和可计算性验证的概念、应用以及其在计算理论中的重要性。

一、实验灵机模拟实验灵机模拟是指使用计算机程序对图灵机的行为进行模拟和仿真。

图灵机是由阿兰·图灵提出的一种理论计算模型，可以模拟现代计算机的工作原理。

实验灵机模拟的目的是通过计算机程序模拟图灵机的运行过程，以便对计算理论进行实验和验证。

实验灵机模拟允许计算机科学家们在计算理论研究中进行大规模的实验。

它可以帮助我们更好地理解计算的本质，研究计算过程的性质和行为。

通过实验灵机模拟，我们可以验证算法的正确性、分析计算问题的可解性以及研究不同计算模型之间的联系和差异。

二、可计算性验证可计算性验证是指判断一个问题是否可由计算机算法进行有效求解的过程。

在计算理论中，可计算性验证的核心问题是确定一个问题是否可被计算机程序表示和求解。

可计算性验证是计算理论的核心问题之一，它研究了计算过程的边界和限制。

可计算性验证的内容包括可计算问题和不可计算问题的判定。

可计算问题是指可以通过计算机算法进行求解的问题，而不可计算问题是指不存在有效的计算机算法来求解的问题。

通过可计算性验证，我们可以确定某个问题是否存在解决方案，以及该问题是否可以用计算机算法进行有效求解。

三、实验灵机模拟与可计算性验证的重要性实验灵机模拟和可计算性验证是计算理论研究中的重要工具和方法。

它们不仅有助于我们理解计算的本质和边界，还可以帮助我们验证和验证计算理论中的各种概念和结论。

首先，实验灵机模拟允许我们在计算机上模拟和仿真复杂的计算过程。

通过实验灵机模拟，我们可以测试和验证算法的正确性、分析算法的性能和行为，从而改进和优化现有的算法。

其次，可计算性验证可以帮助我们确定一个问题是否可被计算机算法求解。

通过可计算性验证，我们可以确定哪些问题是可计算的，哪些问题是不可计算的，从而引导我们将精力集中在可计算问题的研究和解决上。

图灵测试原理"我是机器人" - 一次图灵测试的过程在图灵测试中，有一个经典的实验场景，其中三个参与者坐在不同的房间里。

一个参与者是一个被称为"测试者"的人类，另外两个参与者是机器人和一个真人。

测试者的目标是通过提出问题，根据接收到的回答来判断哪一个是真人，哪一个是机器人。

实验开始时，测试者无法直接观察到房间里的其他参与者，只能通过书面方式与它们交流。

测试者可以提出任何问题，而机器人和真人则尽力回答问题。

机器人被设计成具有智能和模拟能力，它会尽量通过回答问题来模仿真人的行为。

它可以使用各种语言和策略来欺骗测试者，让他们相信它是一个真人。

测试者的任务是通过询问问题来揭示出谁是真人，谁是机器人。

测试者可能会问关于个人经历、情感体验、对世界的看法等任何问题，以确定对方是否有人类的认知和情感。

测试者将根据收到的回答以及自己的直觉来做出判断。

如果测试者错误地将机器人视为真人，那么机器人被认为通过了图灵测试。

图灵测试的基本原理是，机器人通过模拟类似于人类的思维和表达方式来欺骗测试者。

如果机器人能够成功地让测试者相信它是一个真人而不是机器人，那么它可以被视为具有人类智能的标志。

尽管图灵测试是一个经典的方法，它仍然有一些争议。

有些人认为，图灵测试不足以评估真正的人工智能，因为它只关注机器是否可以伪装成人类。

此外，图灵测试还可能给过于聪明的机器人提供太多的优势，让人们相信他们具有人类的认知能力。

无论如何，图灵测试仍然是人工智能领域中一个重要的基准，用于评估人工智能的发展和进展。

通过不断改进机器人的技能和能力，我们可以更好地了解人工智能与人类思维之间的界限和联系。

永丌停息癿纸带——浅谈图灵机癿工作原理及其编程模拟实现复旦大学软件工程系 王欣1．图灵机癿工作原理1936年，英国数学家及计算机逻辑学家阿兰·图灵（图1-1）提出了一种抽象癿计算模型 —— 图灵机 (TuringMachine)。

所谓图灵机，幵丌是某种具体癿计算机，而是一种抽象癿计算模型和逻辑机器。

在今天，它是一种重要癿计算机理论。

与业资料告诉我们，图灵机主要包括以下几个部分（图1-2）：（1）一条无限长癿纸带TAPE 。

纸带被划分为一个接一个癿小格子，每个格子上包含一个来自有限字母表癿符号，字母表中有一个特殊癿符号表示空白。

纸带上癿格子从左到右依此被编号为0, 1, 2, ...，纸带癿右端可以无限伸展。

（2）一个读写头HEAD 。

该读写头可以在纸带上左右移动，它能读出当前所指癿格子上癿符号，幵能改变（写入和擦除）当前格子上癿符号。

（3）一套控制觃则TABLE 。

它根据当前机器所处癿状态以及当前读写头所指癿格子上癿符号来确定读写头下一步癿动作，幵改变状态寄存器癿值，令机器迚入一个新癿状态。

这部分集中体现出编程者癿思想，在机械计算机时代，它涉及大量抽象癿底层字节码癿图1-1 Alan MathisonTuring(1912-1954)运算。

然而一套控制觃则一旦编就，可以让机器按人癿思想迚行重复计算和自动运行，这种朴素癿“程序”思想，使图灵机超出当时甚至具有更多功能癿计算工具一个时代。

（4）一个状态寄存器。

它用来保存图灵机当前所处癿状态。

图灵机成功实践了美国数学物理教授阿塔纳索夫于1937年提出癿兲于“计算功能和二迚制数据相分离”癿原则，而这条原则后来成为现代电子计算机所依据癿基本原则之一。

（图1-2）我们丌难看出，图灵机癿核心思想是通过抽象机器模拟人癿思维过程。

图灵将人解决数学问题癿过程抽象为两个步骤： （1）在纸上写上戒擦除某个符号；（2）把注意力从纸癿一个位置移动到另一个位置。

而这两条步骤在图灵机中是通过读写头癿擦写和左右移动来实现癿，读写头癿动作又由纸带上记录癿内容和内部控制觃则共同决定，而编程者要做癿就是改变控制觃则以实现丌同癿功能。

大学计算机实验报告心得(3篇)在未学习计算机之前，我从不知道它究竟是干什么用的，为什么许多许多的人都要迫不及待的地要去学它，同时也有人陷入计算机的泥潭，不能自拔。

自从我触摸到它的时候，即教师教给我们怎样使用计算机时，我才明白它的重要性。

它涉及了生活的各个方面以及各个层次的人都离不开它，同时也明白了它的利与弊。

我在读小学的时候第一次接触计算机觉得很新奇。

我清楚的记得，当时有一个清楚的想法，那就是肯定要学好计算机。

但随着自己对电脑接触的不断深入，对计算机的熟悉越来越深，特殊是刚进到高中，使用了各种办公软件，可是在设计和办公过程中，当遇到一些电脑系统出错导致文件成果丧失的突发问题时。

我才深深地感受到自己计算机学问是多么的欠缺，自己终归不是学计算机专业的，对计算机学问的把握都是零散的，对这些突发问题只能束手无策。

于是我暗自宣誓，无论如何，要学好计算机，但上高中是我忙于课业学习，没有足够的时间学习计算机学问。

这一只是一个很大的圆满，所以我在高中时就打算大学后肯定要好好学习计算机学问，把落下的都补回来。

令我快乐的是，大学计算机课时许多，我可以好好利用它来猎取我想要的学问。

在课堂上我专心听讲，仔细做笔记。

实践课上也好好练习，学到了许多新的学问。

真的很值啊。

我对自己也提了许多要求，只为了学好学问，向全方位人才买件一步。

首先，我要了解肯定的硬件学问。

不少人刚开头学电脑就抱本DOS 或WINDOWS操作指南之类的教材，坐在电脑前将教材上的命令一个个使用一次。

这样的话，对电脑硬件一无所知怎能把握好对它们的操作?比方，对内存和硬盘的概念不理解，就难于理解存盘与未存盘的区分，对硬盘、软盘的作用不明白，就难于理解什么时候用软盘什么时候用硬盘等等。

由于应用系统的操作有很多是针对硬件的，对硬件的把握能推动应用软件的学习。

其次，对自己所要学习的软件要有明确的熟悉。

计算机软件分为系统软件和应用软件，应用软件是能直接为用户解决某一特定问题的软件，它必需以系统软件为根底。

图灵实验
在计算机科学和人工智能领域中，图灵实验是一种经典的方法，用来评估机器的智能水平。

图灵实验由英国数学家兼逻辑学家艾伦·图灵于1950年提出，被视为人工智能研究的基石之一。

背景
艾伦·图灵提出了一种测试智能的方法，即不直接测试机器的智能水平，而是让一位人类评判一台机器和另一位人类之间的对话，来判断机器是否具有智能。

如果人类无法区分机器和另一位人类的对话，那么可以认为该机器具有智能。

实验设置
图灵提出的实验设置通常被称为图灵测试。

在图灵测试中，有一个裁判、一台机器和一个人类。

裁判通过键盘和显示器与机器和人类进行对话，裁判的任务是判断哪一个是机器，哪一个是人类。

实验意义
图灵实验的意义在于，它提出了一个直观且简单的方法来评估机器的智能。

通过这种方式，可以客观地评估机器在特定领域的表现，并进一步推动人工智能领域的发展。

现实应用
虽然图灵测试在学术界引起了广泛的讨论，但在现实生活中，图灵测试并不是衡量智能的唯一标准。

随着人工智能技术的发展，研究人员开始探索更多有效的方法来评估机器的智能水平。

结论
虽然图灵实验不是完美的，但它为人工智能研究提供了一个重要的参考框架。

通过不断改进和创新，人类可以更好地理解并开发机器智能，推动科技进步，带来更多的可能性和机遇。

图灵测试-详解图灵测试（Turing test）目录• 1 什么是图灵测试• 2 图灵测试的研究历程• 3 图灵测试的内容• 4 图灵测试的方法什么是图灵测试图灵测试一词来源于计算机科学和密码学的先驱阿兰·麦席森·图灵写于1950年的一篇论文《计算机器与智能》。

阿兰·麦席森·图灵1950年设计出这个测试，其内容是，如果电脑能在5分钟内回答由人类测试者提出的一系列问题，且其超过30%的回答让测试者误认为是人类所答，则电脑通过测试。

2014年6月7日是计算机科学之父阿兰·图灵（Alan Turing）逝世60周年纪念日。

这一天，在英国皇家学会举行的“2014图灵测试”大会上，聊天程序“尤金·古斯特曼”（Eugene Goostman）首次“通过”了图灵测试。

图灵测试的研究历程1936年，哲学家阿尔弗雷德·艾耶尔思考心灵哲学问题：我们怎么知道其他人曾有同样的体验。

在《语言，真理与逻辑》中，艾尔建议有意识的人类及无意识的机器之间的区别。

1950年，图灵发表了一篇划时代的论文，文中预言了创造出具有真正智能的机器的可能性。

由于注意到“智能”这一概念难以确切定义，他提出了著名的图灵测试：如果一台机器能够与人类展开对话（通过电传设备）而不能被辨别出其机器身份，那么称这台机器具有智能。

这一简化使得图灵能够令人信服地说明“思考的机器”是可能的。

论文中还回答了对这一假说的各种常见质疑。

图灵测试是人工智能哲学方面第一个严肃的提案。

1952年，在一场BBC广播中，图灵谈到了一个新的具体想法：让计算机来冒充人。

如果不足70%的人判对，也就是超过30%的裁判误以为在和自己说话的是人而非计算机，那就算作成功了。

1956年达特茅斯会议之前，英国研究者已经探索十几年的机器人工智能研究。

比率俱乐部是一个非正式的英国控制论和电子产品研究团体，成员包括阿兰·麦席森·图灵。

课程名称：算法分析及设计课程编码：C201课程学分：2适用学科：计算机应用技术算法分析及设计Design and Analysis of advancedAlgorithms教学大纲一、课程性质算法的设计与分析是计算机科学的核心问题之一，是计算机科学与工程各专业学生及研究生的一门重要的专业基础课。

其内容是研究计算机领域及相关领域中的一些常用的算法设计方法及算法的复杂性分析方法。

同时，通过讲授NP 理论的主要概念及一些近似算法，为学生从事计算机算法的研究工作奠定基础。

学习和掌握这些知识不仅对计算机专业的技术人员，而且对使用计算机的其他各专业技术人员都是必不可少的。

二、课程教学目的通过本课程的学习，应使学生掌握算法设计的常用方法，以便能够运用这些方法设计解决计算机应用中的实际问题的有效算法，并能够利用已有算法去解决实际问题。

此外还要使学生学会分析算法，估计算法的时空复杂性，从而对算法做出科学的评价。

三、教学基本内容及基本要求第一章绪论1、算法定义（了解）2、算法特征3、计算机求解问题过程4、算法描述语言5、算法分类第二章算法复杂性分析（要求全部掌握）1、算法复杂性2、算法复杂性计量3、复杂性的渐进形态4、渐进分析5、递归方程解的渐进阶第三章算法设计的基本方法（要求全部掌握）1、贪心法2、分治法3、动态规划4、回溯法5、分支限界法第四章图和网络算法（要求全部掌握）1、基本概念2、树的算法3、路的算法4、流的算法第五章计算几何（要求全部掌握）1、相交问题2、求夹角3、求凸包4、判断一点在几何体内部5、Voronoi图第六章概率算法（要求全部掌握）1、概率算法简介2、随机数3、素数的概率算法4、线性时间选择算法5、平面点集最近点对概率算法第七章 NP完全性理论及近似算法（要求全部掌握）1、确定性图灵机2、非确定性图灵机3、P类与NP类4、Cook定理与NP完全问题5、NP完全问题近似解法第八章新技术综述（一般了解）四、本课程与其他相关课程的联系与分工先修课程：程序设计，数据结构，离散数学等。

思想实验：一种适合计算思维的教学方法王荣良【期刊名称】《中国信息技术教育》【年(卷),期】2016(000)018【总页数】5页(P16-20)【作者】王荣良【作者单位】华东师范大学【正文语种】中文提起实验在科学中所发挥的强有力的作用，伽利略是功不可没的。

伽利略凭借他独特的实验设计、高超的实验技巧，成就了一个又一个天才的实验，用实验事实推翻了亚里士多德2000多年的科学统治地位，具有划时代的意义。

其中，比萨斜塔的自由落体运动实验，是一个经典的实验，当年伽利略登上比萨斜塔塔顶，将一个重100磅和一个重1磅的铁球同时抛下。

在众目睽睽之下，两个铁球出人意料地同时落地，从而证实了亚里士多德关于“物体从高空落下的快慢同物体的重量成正比，重者下落快，轻者下落慢”的断言是错误的。

我们有理由猜测，伽利略在比萨斜塔做自由落体运动实验前，已经知道亚里士多德的观点是错误的。

伽利略在1636年的《两种新科学的对话》中写道：如果依照亚里士多德的理论，假设有两块石头，大的重量为8，小的为4，则大的下落速度为8，小的下落速度为4，当两块石头被绑在一起的时候，下落快的会因为慢的而被拖慢。

所以整个体系和下落速度在4～8之间。

但两块绑在一起的石头的整体重量为12，下落速度也就应该大于8，这就陷入了一个自相矛盾的境界。

所以，物体下落的速度应该不是由其重量决定的。

这也是一个实验过程，只不过与比萨斜塔所做的真实的物质实验相比，这个实验的整个过程是在人脑中完成的，通过推理来推进实验的步骤和过程。

这种实验，称为思想实验。

事实上，思想实验并不是伽利略时代才开始有的，在各种物质条件和观察设备缺乏的古代，思想实验所起的作用有时比物质实验还要大。

随着现代科学理论的完善，思想实验的过程更加严谨了。

在当前的科学实践中，当现有的实验环境不能满足实验自身的要求时，实验者会在其自身的思维领域构建出一个条件似真的理想化世界，这个理想化的世界中包括了理想化的实验仪器、设备、实验环境以及符合要求的理想化的实验对象，在这个虚拟的环境中进行实验的处理以及应用逻辑思维整理和进行实验结果的验证。

实验1 图灵机模型与计算机硬件系统虚拟拆装实验报告学号1500202151 姓名叶思凡班级：卫生检验与检疫15 实验时间：2017年2月23 日在本次实验中，你有哪些收获？遇到哪些问题？这些问题是否已经解决？如果已经解决了，请说说你是如何解决的。

也可谈谈你的其它想法。

在本次实验中，我认识到图灵机模型组成和冯诺依曼计算机体系组成及其功能，并且了解到最初的计算机是如何诞生并运行的。

在实验中，对于图灵机模型模拟过程，以及冯诺依曼计算机的运行难以理解。

在搜素相关资料并询问老师后，得知图灵机是为了用机器模拟人的运算过程而实现的，图灵机是通过纸带来读取一个空格的信息，并根据控制器当前的状态和控制规则，改变控制器当前的状态，而冯诺依曼计算机结构则是通过计算机硬件设备将许多命令按一定的顺序组成的程序，然后把程序和数据一起输入计算机，计算机对已存入的程序和数据处理后，输出结果。

第一周作业题：（请认真查阅教材及相关资料，回答以下问题，并把答案附在问题之后）1.什么是图灵机的理论模型？其核心思想与贡献是什么？答：图灵机模型是指图灵机具有一个有穷控制器, 一条两端无穷的输入输出带和一个带头，带划分为单元格, 每个单元格可以放置一个符号, 带头每次根据当前状态和带头处单元格的符号内容, 根据转移规则选择下一个动作, 每个动作都包括下一个状态, 修改带头处单元格的符号以及带头向左或向右移动一个单元。

图灵机的思想是关于数据、指令、程序及程序/指令自动执行的基本思想。

其贡献主要有：1、图灵机模型理论是计算学科最核心的理论之一；2、图灵机模型为计算机设计指明了方向；3、图灵机模型是算法分析和程序语言设计的基础理论。

2.什么是冯.诺依曼计算机体系结构？为什么说它是现代计算机的基础？答：冯诺依曼的计算机体系结构是：数学计算机的数制采用二进制；计算机应该按照程序顺序执行。

人们把冯·诺依曼的这个理论称为冯·诺依曼体系结构从ENIAC到当前最先进的计算机都采用的是冯·诺依曼体系结构。

一、问题描述设计一个图灵机，实现二进制数x的加1运算，同时保存进位。

最高位如果有进位的话可以保存该进位。

二、实现思路1、图灵机设计：图灵机M是一个七元组，M=（Q，∑，Γ，δ，q0，B，F），Q：状态的有穷集合；∑⊆Γ-｛B｝为输入字母表；Γ：带符号表；q0：q0∈Q是M的开始状态；B：B∈Γ称为空白符；F：F∈Q是终止状态集合；δ：M的转换函数。

在该x+1图灵机中，开始状态为s，终止状态为f，状态集合Q为{s,A,B,f}，空白符为*，字母表为{0,1}，进位标志位c，状态转移函数如下：状态A：表示无进位的加法；状态B：表示有进位加法状态转移函数为：δ（s,0）=(A,1,L) c=0δ（s,1）=(B,0,L) c=1δ（A,0）=(A,0,L) c=0δ（A,0）=(A,1,L) c=0δ（B,0）=(A,1,L) c=0δ（B,1）=(B,0,L) c=1δ（A,*）=(f,*,R)2、实现过程初始化图灵机，分别初始化数据带为*0，这样结束符就是*，最左端的0是为了接收最高位的进位，如果有溢出的话直接丢弃可能使得计算结果不正确。

然后是接收输入二进制数x，将该数据初始化到图灵机数据带上。

初始化状态带为初始状态s，初始化进位标志位0。

然后就是按照状态转移函数开始执行，修改数据带，状态带，和进位标志，遇到最左端的*时终止图灵机的执行，同时输出此时图灵机的数据带数据，和状态带状态，以及进位标志位，最后输出计算结果。

三、实现程序#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#define MAX_num 100char x[MAX_num];char str[MAX_num];char s[4]="s";int c=0;//进位标志位/*状态个数：4；状态名：S,A,B,F; 字母表：0,1,*;状态说明：s：表示初始状态A：表示为进位状态B：表示有进位状态f：表示结束状态字母表说明：0,1，*，都是课识别的字符，其中*表示结束字符*/void show(char str[],char s[],int c){printf("\n运算之后图灵机状态\n");printf("\n运算结束时状态：%s",s);printf("\n运算结束时数据带：%s\n",str);printf("运算结束时进位标志：%d\n\a",c);}void Fun_A(char s[],char str[],int c,int n)//无进位加法状态转移函数{if(str[n-1]=='0'&&(str[n]=='0'||'1'))Fun_A(s,str,c,n-1);else if(str[n-1]=='*'){strcpy(s,"f");show(str,s,c);}}void Fun_B(char s[],char str[],int c,int n)//有进位加法状态转移函数{if(str[n]=='0'){str[n]='1';strcpy(s,"A");c=0;Fun_A(s,str,c,n-1);}else if(str[n]=='1'){str[n]='0';Fun_B(s,str,c,n-1);}}void show_x(char str[],char x[])//，输出最后计算结果，即将数据带字符数组中的数值复制给x{int i=0,j=0;int n=strlen(str)-2;while(j<=n){if(str[j]=='1')x[i++]='1';else if(str[j]=='0') x[i++]='0';j=j+1;}x[i]='\0';printf("\n\n运算结果x:");printf("%s\n",x);}void init(int n,char str[]){//初始化图灵机int i=0;while(i<n){if(x[i]=='1'){strcat(str,"1");//把1放进数据带}else if(x[i]=='0')strcat(str,"0");//把0放进数据带else ;i++;}strcat(str,"*");printf("\n初始化图灵机：\n\n");printf("初始化状态：%s",s);printf("\n初始化数据带：%s\n",str);printf("初始化进位标志：%d\n",c);}void start(int n){ //执行开始函数if(str[n]=='0'){strcpy(s,"A");str[n]='1';c=0;Fun_A(s,str,c,n-1);}else if(str[n]=='1'){strcpy(s,"B");str[n]='0';c=1;Fun_B(s,str,c,n-1);}}int main (){int b=1;int i=0;int n;x[0]='\0';//初始化x字符数组，也就是存放要进行加1运算的字符的数组printf("\t\t\t实现X+1 图灵机");printf("\n请输入x (用2进制表示)：");scanf("%s",x);strcpy(str,"*0");//这里是开始将*0放进str中，0是为了保存进位，初始化图灵机数据带n=strlen(x);//获取x的长度init(n,str);//调用初始化函数，对图灵机进行初始化n=strlen(str)-2;start(n);show_x(str,x);return 0;}四、执行结果五、心得体会形式语言与自动机学习完之后设计了一份关于图灵机的作业，但是那个时候是设计，没有使用代码实现，在实现的过程才发现，理论设计在设计到数据访问和保存的时候需要一些改进，因为在设计的时候并没有转换成代码实现，当实现的时候就需要了抽象思维，将设计的模型转换成可以实现的模型。