图灵机

模拟人们用纸笔进行数学运算过程的机器。

人用纸笔进行数学运算的过程可以看过两种简单动作：

1. 在纸上写上或擦除某个符号。
2. 把注意力从纸的一个位置移到另一个位置。

而人进行下一步的动作依赖于 当前注意力所关注纸带位置记录的符号 和 此人当前的思维状态。

所以，该机器由四部分构成：

• 一条无限长的纸带TAPE。纸带被划分为一个接一个的小格子，每个格子上包含一个来自有限字母表的符号，字母表中有一个特殊的符号表示空白。纸带上的格子从左到右依次被编号为0, 1, 2, ...，纸带的右端可以无限伸展。
• 一个读写头HEAD。该读写头可以在纸带上左右移动，它能读出当前所指的格子上的符号，并能改变当前格子上的符号。
• 一个状态寄存器。它用来保存图灵机当前所处的状态。图灵机的所有可能状态的数目是有限的，并且有一个特殊的状态，称为停机状态。
• 一套控制规则TABLE。它根据当前机器所处的状态以及当前读写头所指的格子上的符号来确定读写头下一步的动作，并改变状态寄存器的值，令机器进入一个新的状态。