Интерпретатор частично рекурсивных функций (Дмитрий Астраханцев, OSEDUCONF-2024)

Материал из 0x1.tv

(перенаправлено с «20240629Q»)
Докладчик
Дмитрий Астраханцев

В работе предлагается язык, основанный на концепции использования частично рекурсивных функций, описан его синтаксис и реализация его интерпретатора.

Данный язык предлагается использовать для включения в курсы по программированию и расширения понятия Тьюринг полноты, знакомства с основами функционального подхода к программированию.

Видео

on youtube

Презентация

Интерпретатор частично рекурсивных функций (Дмитрий Астраханцев, OSEDUCONF-2024).pdf Интерпретатор частично рекурсивных функций (Дмитрий Астраханцев, OSEDUCONF-2024).pdf Интерпретатор частично рекурсивных функций (Дмитрий Астраханцев, OSEDUCONF-2024).pdf Интерпретатор частично рекурсивных функций (Дмитрий Астраханцев, OSEDUCONF-2024).pdf Интерпретатор частично рекурсивных функций (Дмитрий Астраханцев, OSEDUCONF-2024).pdf Интерпретатор частично рекурсивных функций (Дмитрий Астраханцев, OSEDUCONF-2024).pdf Интерпретатор частично рекурсивных функций (Дмитрий Астраханцев, OSEDUCONF-2024).pdf Интерпретатор частично рекурсивных функций (Дмитрий Астраханцев, OSEDUCONF-2024).pdf Интерпретатор частично рекурсивных функций (Дмитрий Астраханцев, OSEDUCONF-2024).pdf Интерпретатор частично рекурсивных функций (Дмитрий Астраханцев, OSEDUCONF-2024).pdf

Thesis

Введем базовые понятия и определения[1][2].

Классом частично рекурсивных функций называется класс функций, которые могут быть получены путём применения трёх операций (суперпозиции, примитивной рекурсии и минимизации) к трём базовым функциям (функции тождественного нуля, функции следования и функции выбора).

Базовыми рекурсивными функциями называются функции:

  • Тождественный ноль:
  • Функция следования:
  • Функции выбора: ()


Операции над функциями называются:

Суперпозиция
():
Примитивная рекурсия
():

Минимизация
():


Основным достоинством класса частично рекурсивных функций является тот факт, что он совпадает с классом вычислимых по Тьюрингу функций. Другими словами, множество всех частично рекурсивных функций совпадает со множеством всех функций, которые могут быть реализованы машиной Тьюринга[3].

Таким образом, изучение частично рекурсивных функций может быть использовано для демонстрации студентам первых курсов высших учебных заведений основных принципов функционального программирования без необходимости изучать для этого какой-либо функциональный язык. Однако для этого необходимо наличие программного обеспечения, которое могло бы вычислять функции, записанные с помощью базовых функций и операций над ними.

Целью данной работы ставилось предоставление такого программного обеспечения. Очевидно, что оно должно включать в себя язык, который был бы основан на частично рекурсивных функциях и только на них, его интерпретатор, графический интерфейс и средство отладки.

В ходе данной работы был разработан именно такой язык и средства работы с ним. Язык включает в себя

  • Базовые функции
    • Функция тождественного нуля, обозначаемая o.
    • Функция следования, обозначаемая s.
    • Функция выбора, обозначаемая I\^{<n>_{}.
  • Операции
    • Операция суперпозиции, обозначаемая F\{G, H, K\}.
    • Операция примитивной рекурсии, обозначаемая F <- G.
    • Операция минимизации, обозначаемая ?F.

Графический интерфейс:

Osseduconf-2024-astrachan-astrahancev-astrakhantsev gui.png

Получившийся язык носит декларативный характер, и эту особенность было решено подчеркнуть, полностью отделив вызов функций от их определения. Для этого вызов функций был перенесён в отдельное окно графического интерфейса.

Таким образом, графический интерфейс приобретает деление на 3 области: определения функций, вызова функций и вывода результатов, ошибок и отладочной информации.


Интерпретатор частично рекурсивных функций (Дмитрий Астраханцев, OSEDUCONF-2024)!.jpg

Примечания и ссылки

  1. Мальцев А. И. Алгоритмы и рекурсивные функции. 2-е изд. М. : Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. 368 с.
  2. Петер Р. Рекурсивные функции // Под ред. и с пред. Колмогорова А. Н. М. : Издательство иностранной литературы, 1954. 264 с.
  3. Верещагин Н. К., Шень А. Лекции по математической логике и теории алгоритмов. Часть 3. Вычислимые функции. 4-е изд., исправленное. М. : МЦНМО, 2012. 160 c.