计算理论导引ppt课件

合集下载

计算理论课件第一章

五．字母表的闭包V+与V* 字母表的闭包
是个字母表。令V是个字母表。则是个字母表 V——由V中符号构成的长度为的符号串的集合。中符号构成的长度为1的符号串的集合由中符号构成的长度为的符号串的集合。 V2——由V中符号构成的长度为的符号串的集合。中符号构成的长度为2的符号串的集合由中符号构成的长度为的符号串的集合。 V3——由V中符号构成的长度为的符号串的集合。中符号构成的长度为3的符号串的集合由中符号构成的长度为的符号串的集合。于是 Vk＝{w|w是由中的符号构成的符号串，且|w|=k } 是由V中的符号构成的符号串是由中的符号构成的符号串， V0={ε} ε V+=V∪V2∪V3∪V4∪… ∪ V*=V0∪V∪V2∪V3∪V4∪… ∪ V*是由中符号构成的任意长度的符号串所有符号串是由V中符号构成的任意长度的符号串所有符号串) 是由中符号构成的任意长度的符号串(所有符号串构成的集合。构成的集合。
四．符号串集合的乘积是符号串的集合，与的乘积记作的乘积记作AB，令A和B是符号串的集合，A与B的乘积记作，且和是符号串的集合 AB＝{x◦yx∈A∧y∈B} ＝ ◦ ∈ ∧ ∈ } 例如，＝例如，A＝{a,b,ab} ，B={0,1} ，则 } { } AB＝{a0,b0,,ab0,a1,b1,ab1} ＝ } 由于符号串集合的乘积的运算是可结合的，由于符号串集合的乘积的运算是可结合的，所以也可写成乘幂的形式。是符号串集合，写成乘幂的形式。即A是符号串集合，则是符号串集合 AA＝A2 ＝ AmAn= Am+n (Am)n=Amn 当两个集合中有一个集合是空集时，当两个集合中有一个集合是空集时，则它们的乘积为空集。空集。即ΦA=AΦ=Φ。 Φ Φ

理论计算ppt课件

（三）、应用领域
Mateirals Studio 是 Acce lrys 公司专为材料科学领域开发的新一代材料计算软件。它能方便地建立 3D 分子模型，深入分析有机晶体、无机晶体、无定形材料以及聚合物，可以在催化剂、聚合物、固体化学、结晶学、晶粉衍射以及材料特性等材料科学研究领域进行性质预测、聚合物建模
三、运用
采用 Materials Studio4.0 软件对ZnO的能带及电子能态密度进行了模拟计算 1 模拟计算步骤 1.1 建立晶体需要计算ZnO晶体参数通过相关文献查阅得到，如表1所示。表1 相关晶胞参数表
晶体 ZnO 晶体种类 a b c 3D Hexagonal 3.24927 3.24927 5.20544
理论计算
1
几个重要概念
2
MS（Materials Studio）软件介绍
3
MS软件的运用
一、几个重要概念
1、理论计算:应用现有的定律、定理及规律对问题进行分析推理，找出符合其尊循的规律公式（推导出来的公式）进行计算，其整个过程叫理论计算 2、理论化学：是运用纯理论计算而非实验方法研究化学反应的本质问题，主要以理论物理为研究工具（如热力学、量子力学、统计力学、量子电动力学、非平衡态热力学等），并且大多辅以计算机模拟。 3、计算化学（computational chemistry）:是理论化学的一个分支。计算化学的主要目标是利用有效的数学近似以及电脑程序计算分子的性质（例如总能量，偶极矩，四极矩，振动频率，反应活性等）并用以解释一些具体的化学问题。计算化学这个名词有时也用来表示计算机科学与化学的交叉学科。
聚丙烯的结构图
9
应用Visualizer模块构造体系结模块对苯分子的电荷、分子轨道和能量等方面进行计算。

理论计算ppt课件

能带结构图和态密度图可以解决哪些问题
禁带宽度 5.976eV
Sio2能带结构图
Sio2的电子态密度图
偏态密度图
般常见晶体材料的结构，可以从ＭＳ自带的晶体结构库中调出来，如半导体硅的晶体结构，还可以通过ＣＡＳＴＥＰ模块计算该晶体的能带结构等性质
硅的晶体结构和能带结构图
9
聚合物如聚丙烯，这里聚丙烯是采用１０个单体聚合连接构成，聚合物两端以氢原子结束。该体系可以通过DMol3 模块进行计算
6、DMol3: 独特的密度泛函（DFT）量子力学程序，是唯一的可以模拟气相、溶液、表面及固体等过程及性质的商业化量子力学程序，应用于化学、材料、化工、固体物理等许多领域。可用于研究均相催化、多相催化、分子反应、分子结构等，也可预测溶解度、蒸气压、配分函数、熔解热、混合热等性质。 7、CASTEP: 先进的量子力学程序，广泛应用于陶瓷、半导体、金属等多种材料，可研究：晶体材料的性质（半导体、陶瓷、金属、分子筛等）、表面和表面重构的性质、表面化学、电子结构（能带及态密度）、晶体的光学性质、点缺陷性质（如空位、间隙或取代掺杂）、扩展缺陷（晶粒间界、位错）、体系的三维电荷密度及波函数等。
二、MS软件（一）概况
Materials Studio是专门为材料科学领域研究者开发的一款可运行在PC上的模拟软件。它可以帮助你解决当今化学、材料工业中的一系列重要问题。支持Windows 98、2000 、NT、Unix以及Linux等多种操作平台的Materials Studio使化学及材料科学的研究者们能更方便地建立三维结构模型，并对各种晶体、无定型以及高分子材料的性质及相关过程进行深入的研究。多种先进算法的综合应用使Materials Studio成为一个强有力的模拟工具。无论构型优化、性质预测以及复杂的动力学模拟和量子力学计算，我们都可以通过一些简单易学的操作来得到切实可靠的数据

计算理论基础课件III

计算理论在其他领域的应用
人工智能与机器学习
计算理论在人工智能和机器学习领域中发挥着重要作用，例如算法设计、模型优化、数据挖掘等方面。
密码学与网络安全
计算理论在密码学和网络安全领域中用于研究加密算法和破解方法，保障信息安全。
物理科学计算
计算理论在物理科学计算中用于模拟和预测自然现象，例如气候变化、材料科学等领域。
04 计算理论中的基本问题
可计算性问题与不可计算性问题
可计算性问题
指那些可以通过有限步骤和算法得到精确解的问题，如整数分解、旅行商问题等。
不可计算性问题
指那些无法通过有限步骤和算法得到精确解的问题，如连续统假设、停机问题等。
P与NP问题
P问题
指那些可以在多项式时间内求解的问题，如排序、图着色等。
详细描述
自动机是一个抽象的计算模型，用于模拟计算过程。它具有有限数量的状态，通过一组转移规则从一个状态转移到另一个状态。根据接受输入的方式，自动机可以分为有限自动机和无限自动机。有限自动机只能接受有限长度的输入，而无限自动机可以接受无限
长度的输入。
形式语言的定义与分类
总结词
形式语言是由字母表中的字符构成的字符串集合，它可以描述自然语言中的词汇、句子等结构。根据语法规则的不同，形式语言可以分为上下文无关语言、上下文有关语言和图灵可识别语言等。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
05 计算理论的前沿研究
量子计算理论
量子计算理论概述
量子计算理论是研究量子力学和计算科学交叉领域的理论框架，旨在利用量子力学的特性实现更
高效的计算。
量子算法
量子算法是利用量子力学原理设计的算法，具有在某些特定问题上超越经典计算机的能力，例如Shor 算法用于大数因数分解。

移动计算导论精品PPT课件

蓝牙标准(Ericsson)
1998成立了特别兴趣小组并命名bluetooth
成员：Ericsson、IBM、Intel、Nokia、Toshiba 目标：价格便宜，体积小，功耗低的设备。
1999 Bluetooth 1.0发布； 2002 IEEE采纳了bluetooth的物理层和数据链路层，发布了IEEE802.15.1；
课程介绍
移动计算：是随着移动通信、Internet、数据库、分布式计算等技术的发展而兴起一个多学科交叉、涵盖范围广泛的新技术。技术特点：移动+ 目的：是将有用的信息在任何时间、任何地点、提供给任何的客户。
21.10.2020
1
定位导航
PDSN
LSP WebGIS
OK! 去市政府怎么您走还？需要地图导航吗？您现在处于沈阳市器材总公司，沿西顺街往北走，到市府大路往西大约700米就到市政府
内存硬盘
21.10.2020
47
智能手机系统平台市场份额调查
21.10.2020
48
智能手机硬件市场份额调查统计表
21.10.2020
49
Android
• Android是一种以Linux为基础的开放源码操作系统，主要使用于便携设备。
• Android操作系统最初由Andy Rubin开发，最初主要支持手机。2005年由Google收购注资，并组建开放手机联盟开发改良，逐渐扩展到平板电脑及其他领域上。
• 该服务简称“GMS”，指在让用户利用移动电话或其他移动设备使用谷歌搜索、谷歌地图、Gmail、 YouTube、Android Market等谷歌服务产品。
• 谷歌将GMS内嵌到Android手机系统中，并且对 Android手机生产商给予不同程度的授权。

计算理论导引ppt课件

t=TRUE? Y N
end
s1sensor1 s2sensor2
d=1ands1=0ands2=0 N
Y d0
Y
d=0and(s2=1ors1=1ands2=1ors1=0ands2=0)
N
Y
d=1and(s1=1ors2=1ors1=1ands2=1)
N
Y
d=0ands1=1
N
d1
7
CHAPTER 2 COMPUTATIONAL MODELS(1)
front pad
rear pad
BOTH REAR NEITHER
CLOSED
FORNT NEITHER
FORNT BOTH REAR
OPEN
10
CHAPTER 2 COMPUTATIONAL MODELS(1)
front pad
rear pad
NEITHER CLOSED
FORNT REAR BOTH
Hoarwdwtoairmesp:letwmoenstenthsiosrsy; stem? one computer(only 1 bit memory), etc.
How about the software?
6
CHAPTER 2 COMPUTATIONAL MODELS(1)
satrt
tTRUE;d 0
16
}
CHAPTER 2
COMPUTATIONAL MODELS(1)
THEOREM 2.1 The class of regular languages is closed under the union operation. PROOF IDEA. A1=L(M1);A2=L(M2) A1A2=L(M3)?

计算理论课件第二章

0 [q0,q3] [q0,q3,q4] [q0,q3] [q0,q3,q4] [q0,q2,q3] [q0,q2,q3,q4] [q0,q3,q4] [q0,q2,q3,q4] [q0,q2,q3,q4]
1 [q0,q1] [q0,q1] [q0,q1,q2] [q0,q1,q4] [q0,q1,q2] [q0,q1,q2] [q0,q1,q2,q4] [q0,q1,q2,q4] [q0,q1,q2,q4]
ˆ (q,x)=p ,表示在状态q下，读符号串x后，到状态p。
一般地表示： ˆ (q,ε)=q
(q,x),a) 其中x∈∑*，a∈∑ ˆ (q,xa)=δ( ˆ
例如上例中 ˆ (q0,010)=δ( ˆ(q0,01),0)=δ(δ( (q0,0),1),0) ˆ
＝δ(δ(δ( (qˆ,ε),0),1),0)=δ(δ(δ(q0,0),1),0) 0
例2-2.1：NFA M=(K,∑,δ,q0 ,F) 0 δ: 其中，K={q0,q1,q2,q3,q4} q0 {q0,q3} ∑={0,1} F={q2,q4} q1 Φ 构造DFA M’=(K’,∑, δ’, q0’,F’), q2 {q2} q0’ =[q0] q3 {q4} δ’ : [q1,q2,…,qi]∈K’, a∈∑,有 q4 {q4} δ’ ([p1,p2,…,pj],a)=[q1,q2,…,qn] 当且仅当 δ({p1,p2,…,pj},a)={q1,q2,…,qn} 从[q0]开始，计算各个可达状态的转移函数。
一.有限自动机(FA)的结构有限自动机由三部分构成：输入带 1.输入带 a1 a2 a3 … an 输入带可以任意长，带上读头有若干单元，每个单元内有输入符号。输入带上存有限控制器放的是被有限自动机识别的符号串。如图所示，输入带上的符号串为： a1 a2 a3 … an。 2.读头读头是将输入带上的符号读到有限控制器中，每次读一个单元的符号。

计算理论导引 0_绪论

7
主要内容
0.0 课程性质 0.1 自动机、可计算性与复杂性 0.2 数学概念和术语 0.3 定义、定理和证明 0.4 证明的类型 0.5 作业
8
0.1 自动机、可计算性与复杂性
什么是计算？计算机的基本能力和局限性是什么？计算复杂性理论
把问题分成容易计算和难以计算的
可计算理论
布尔逻辑
合取、析取、非、异或
12
主要内容
0.0 课程性质 0.1 自动机、可计算性与复杂性 0.2 数学概念和术语 0.3 定义、定理和证明 0.4 证明的类型 0.5 作业
13
0.3 定义、定理和证明
定义：描述了我们使用的对象和概念。证明：是一种逻辑论证。定理：是被证明为真的数学命题。引理：有助于证明另一个更有意义的命题的命题。
5
课程说明
教材处理
讲要点，前后次序有少数调整略讲或自学的部分，要求了解主要思想快讲的部分，需要一般了解的章节，要求了解主要方法和演绎框架要求深入掌握的部分——能作题目或作难题，通过考试
6
课时安排
第0章绪论——2学时第1章正则语言——5学时第2章上下文无关文法——3学时第3章丘奇-图灵论题——2学时第4章可判定性——2学时第5章可归约性——2学时第6章可计算理论高级专题——2学时第7章时间复杂性——4学时第8章空间复杂性——3学时第9章难解性——3学时第10章复杂性理论高级专题——4学时
京: 清华大学出版社. (美) John E.Hopcroft等著. 孙家骕等译.自动机理论、语言和计算导
论(原书第3版). 北京: 机械工业出版社.
4
课程说明
作业

计算理论导引可计算理论的高级专题PPT课件

命题1称，有无限多个素数存在，在大约2300年以前的欧几里德时代，就已知道这个命题是真的。命题2称为费马大定理，这个命题几年前由安德鲁·威尔士(Andrew Wiles)证明为真。命题3称，有无限多个素数对存在，这被称为孪生素数猜想(twin prime conjecture)。它到现在还未被解决。
现在介绍判定 Th(N,+) 的算法。对于输入∮ (其中∮为句子)，算法如下运行：写下∮，且对从 0 到 l 的每个 i，如同在证明思路中介绍的那样定义∮i 。再对每个这样的i，由∮i构造有穷自动机Ai，使得只要∮i(a1, …,ai)为真，它就接受i*上对应于i元组a1, …, ai 的串。Ai 的构造如下：
3
第3页/共42页
逻辑理论的可判定性为了将之进一步精确化，现在描述这个语言的字母表：
{, , , (, ), , x, , R1, , Rk}
符号∧，∨，┐称为布尔运算；“(”和“)”是括号；符号和是量词；符号x用来代表变元；符号R1，… ，Rk 称为关系。
4
第4页/共42页
公式
• 公式是字母表上的良构串。 • 形如 Ri (x1, x2, … , xj) 的串是原子公式，值 j 是关系符号 Ri的元数。 • 一个良构公式中所有出现的相同关系符号必须有相同的元数。 • 一个串∮如满足一下条件，则是一个公式：
构造有限自动机：{ (x1, x2, x3) | x1+x2=x1+x3 } 然后构造NFA：{ (x1, x2) | x3 x1+x2=x1+x3 } 同样：{ (x1) | x2x3 x1+x2=x1+x3 }… 为真时，得到 {()},为假时得到。
12
第12页/共42页

2010年计算理论(ppt课件第四章)

Graduate Course THEORY OF COMPUTATION College of Computer Science Final Exam Zhejiang UniversityFall2004Class：ID：Name：Score:Time allowed:2Hours.1.(20%)Determine whether the following statements are true or false.Ifit is true write a otherwise a×in the bracket before the statement.(a)()Every context-free language is recursive.(b)()Language{a m b n c l|m,n,l∈N,m+n>3l}is context free.(c)()All languages on an alphabet are recursively enumerable.(d)()There’s a language L such that L is undecidable,yet L and its complementare both semi-decided by the some Turing machine.(e)()There’s a functionϕsuch thatϕcan be computed by some Turing ma-chines,yetϕis not a primitive recursive function.(f)()Let L1,L2⊆Σ∗be languages,recursive functionτis a reduction from L1to L2,if L1is decidable,then so is L2.(g)()A language L is recursive if and only if it is Turing-enumerable.(h)()Every language in N P is recursive.(i)()Suppose A,B are two languages and there is a polynomial-time reductionsfrom A to B.If A is N P-complete,then B is N P-complete.(j)()Every language in N P-complete can be reducible to the3-SAT problem in polynomial time.2.(20%)F A and regular languages:(a)Decide whether the following language is regular or not and provide a formalproof for your answer.L={a m b n|m,n∈N,(m−n)mod3=0}(b)LetΣbe an alphabet and let L1,L2⊆Σ∗be languages so that L1is not regularbut L2is regular.Assume L1∩L2isﬁnite.Prove that L1∪L2is not regular.3.(20%)PDA and Context-free languages:(a)Give a context-free grammar for the languageL3={xy|x,y∈{a,b}∗,|x|=|y|and x and y R diﬀer in one positions}.For example,abbbbaba,abbbbbbb∈L3,but aababb∈L3.(b)Design a PDA M=(K,Σ,Γ,∆,s,F)accepting the language L3.Solution:(b)The PDA M=(K,Σ,Γ,∆,s,F)is deﬁned below:(q,σ,β)(p,γ)K=Σ={a,b}Γ=s=F=4.(10%)Numerical Functions:Let P(x,y)be primitive recursive predicates.Prove the following predicate∀y≤u P(x,y)is also primitive recursive.5.(10%)Turing MachinesDesign a Turing machine for computing the following function.f(x,y)=2x+1,if y is even4x,if y is oddwhere x and y are represented by binary strings respectively and separated with the symbol“;”,i.e.the initial conﬁguration in form of x;y.6.(10%)Decidability and UndecidabilityShow that the following language{“M”“w”|M is a TM and M halts on w}is recursively enumerable.An informal description suﬃces.7.(10%)P and N P ProblemsGiven n natural numbers x1,x2,···,x n to test whether there exist distinct i1,i2,···,i ksuch that x i1+x i2+···+x ik=(x1+x2+···+x n)/2,and x i1+x i2+···+x ikis nota prime number.Design a N P algorithm for it,and estimate its time complexity.。

《认识计算机与计算》课件

多媒体软件
用于处理音频、视频和其他多媒体内容，如音频编辑器和视频编辑器。
软件开发与维护
软件开发
包括需求分析、设计、编码、测试和维护等阶段。
软件测试
确保软件的功能和性能符合要求，发现并修复潜在的错误和缺陷。
软件维护
包括错误修复、功能增强和性能优化等任务。
04
计算机网络
网络基础知识
网络定义
主板与总线
主板是计算机的骨架，连接和整合各种硬件设备。
主板的稳定性、扩展性和兼容性是选择主板的重要考虑因素。
总线是主板上用于连接各个硬件设备的通信通道，分为前端总线和后端总线。
总线的带宽和速度决定了数据传输的速度和能力，随着技术的发展，总线的带宽和速度不断提升。
03
计算机软件
系统软件
操作系统
互联网协议
IP协议
IP协议是互联网的基础，负责将数据包从一个网络节点传送到另一个网络节点。
TCP/IP协议栈
TCP/IP协议栈是一组网络协议的总称，包括IP协议、TCP协议、 UDP协议等。
DNS协议
DNS协议用于将域名转换为IP地址，方便用户通过域名访问互联网。
网络安全与防护
网络安全定义
网络安全是指保护网络系统免受破坏、篡改、泄露等危害，保障网络服务的正常运行。
《认识计算机与计算》ppt课件
目录
• 计算机基础知识 • 计算机硬件 • 计算机软件 • 计算机网络 • 计算机应用领域 • 未来计算机的发展趋势
01
计算机基础知识
计算机的发展历程
机械计算机时代
19世纪，利用齿轮等机械装置进行计算。
电子计算机时代
20世纪40年代，第一台电子计算机诞生。