Abstrakte Maschine

Eine abstrakte Maschine, auch genannt einen abstrakten Computer, ist ein theoretisches Modell einer Computerhardware oder in der Automaten-Theorie verwendeten Softwaresystems. Abstraktion, Prozesse zu schätzen, wird sowohl in der Informatik als auch in den Computertechnikdisziplinen verwendet und nimmt gewöhnlich Paradigma der diskreten Zeit an.

In der Theorie der Berechnung werden abstrakte Maschinen häufig in Gedanke-Experimenten bezüglich der Berechenbarkeit verwendet oder die Kompliziertheit von Algorithmen zu analysieren (sieh rechenbetonte Kompliziertheitstheorie). Eine typische abstrakte Maschine besteht aus einer Definition in Bezug auf den Eingang, die Produktion, und der Satz von zulässigen Operationen hat gepflegt, den ersteren in die Letzteren zu verwandeln. Das am besten bekannte Beispiel ist die Maschine von Turing.

Kompliziertere Definitionen schaffen abstrakte Maschinen mit vollen Befehlssätzen, Registern und Modellen des Gedächtnisses. Ein populäres echten modernen Maschinen ähnlicheres Modell ist das RAM-Modell, das zufälligen Zugang zu mit einem Inhaltsverzeichnis versehenen Speicherpositionen erlaubt. Als der Leistungsunterschied zwischen verschiedenen Niveaus des Gedächtnisses des geheimen Lagers, mit dem geheimem Lager empfindliche Modelle wie das Außengedächtnis wächst, das vorbildliches und gegen das geheimes Lager vergessliches Modell in der Wichtigkeit anbaut.

Eine abstrakte Maschine kann sich auch auf ein Mikroprozessor-Design beziehen, das noch sein muss (oder nicht beabsichtigt ist, um zu sein), durchgeführt als Hardware. Eine abstrakte Maschine durchgeführt als eine Softwaresimulation, oder für den ein Dolmetscher besteht, wird eine virtuelle Maschine genannt.

Durch den Gebrauch von abstrakten Maschinen ist es möglich, den Betrag von Mitteln (Zeit, Gedächtnis, usw.) notwendig zu schätzen, um eine besondere Operation durchzuführen, ohne ein wirkliches System bauen zu müssen, um es zu tun.

Artikel bezüglich Turing-gleichwertiger folgender Modelle der abstrakten Maschine

Eine Annäherung soll eine etwas formelle taxonomische Annäherung nehmen, um Turing gleichwertige abstrakte Maschinen zu klassifizieren. Diese Taxonomie schließt begrenzte Automaten nicht ein:

Familie: Abstrakte Maschine der Turing-gleichwertig (TE):

Unterfamilien:

:Subfamily (1) Folgende TE abstrakte Maschine

:Subfamily (2) TE Parallele abstrakte Maschine

Unterfamilie (1) - Folgendes TE Modell der abstrakten Maschine: Es gibt zwei Klassen (Klassen) von Folgenden TE Modellen der abstrakten Maschine zurzeit im Gebrauch (vgl van Emde Boas, zum Beispiel):

:Genus (1.1) Band-basiertes Turing Maschinenmodell

:Genus (1.2) Register-basierte Register-Maschine

Klasse (1.1) - Band-basiertes Turing Maschinenmodell: Das schließt die folgenden "Arten" ein:

: {Einzelnes Band, Mehrband Turing Maschine, deterministische Maschine von Turing, Nichtdeterministische Turing Maschine, Wang B-Machine, Post-Turing Maschine, Orakel-Maschine, Universale Turing Maschine }\

Klasse (1.2) - Das Register-Maschinenmodell: Das schließt (mindestens) die folgenden vier "Arten" ein (andere werden von van Emde Boas erwähnt):

: {(1.2.1) Gegenmaschine, (1.2.2) Zufälliger Zugriffsmaschinen-RAM, (1.2.3) Zufälliger Zugang speicherprogrammierte Maschinen-RASPEL, (1.2.4) Zeigestock-Maschine }\

:Species (1.2.1) - Gegenmaschinenmodell:

:: {Rechenmaschine-Maschine, Maschine von Lambek, Modell von Melzak, Maschine von Minsky, Shepherdson-Sturgis Maschine, Programm-Maschine, usw. }\

:Species (1.2.2) - Modell der Zufälligen Zugriffsmaschine (RAM):

:: {Jedes Gegenmaschinenmodell mit dem zusätzlichen indirekten Wenden, aber mit Instruktionen in der Zustandmaschine in der Architektur von Harvard; jedes Modell mit einem "Akkumulator" mit dem zusätzlichen indirekten Wenden, aber den Instruktionen in der Zustandmaschine in der Architektur von Harvard }\

:Species (1.2.3) - Zufälliger Zugang speicherprogrammierte Maschine (RASPEL) Modell schließt ein

:: {Jeder RAM mit dem Programm, das in den Registern versorgt ist, die der Universalen Turing Maschine d. h. in der Architektur von von Neumann }\ähnlich

sind

:Species (1.2.4) - Zeigestock-Maschinenmodell schließt den folgenden ein:

:: = {Schönhage Lagerungsmodifizierungsmaschine SMM, Kolmogorov-Uspensky KU-Maschine, Knuth, der Automaten }\verbindet

Andere abstrakte Maschinen

Abstrakte
  • Zinkmaschine

Siehe auch

  • Abstraktion (Informatik)
  • Abstrakte Interpretation
  • Diskrete Zeit
  • Staatsraum
  • Computability#Formal Modelle der Berechnung
  • Peter van Emde Boas, Maschinenmodelle und Simulierungsseiten 3-66, erscheinend in:

:: Jan van Leeuwen, Hrsg. "Handbuch der Theoretischen Informatik. Volumen A: Algorithmen und Kompliziertheit, Der MIT PRESS/Elsevier, 1990. Internationale Standardbuchnummer 0-444-88071-2 (Band A). QA 76. H279 1990.

  • Stephan Diehl, Pieter Hartel und Peter Sestoft, Abstrakte Maschinen für die Programmiersprache-Durchführung, Zukünftigen Generationscomputersysteme, Vol. 16 (7), Elsevier, 2000.

Abstrakte Interpretation / 194 V. CHR.
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