เป็นไปได้หรือไม่ที่จะมีภาษาการเขียนโปรแกรมที่ 'มีประโยชน์' ซึ่งไม่ได้ทำให้ทัวริงสมบูรณ์

เป็นที่ยอมรับกันหรือไม่ว่าภาษาต้องทัวริงให้สมบูรณ์และมีประโยชน์หรือไม่จริง ๆ แล้วมันมีความเป็นไปได้ไหมที่จะมีภาษาโปรแกรมที่มีประโยชน์

ฉันควรชี้แจงว่านี่ค่อนข้างเฉพาะเจาะจงเกี่ยวกับภาษา 'การเขียนโปรแกรม' ในความหมายดั้งเดิมไม่ใช่ภาษามาร์กอัปหรือแบบสอบถาม

Coq , Agda , HOLและACL2เป็นภาษาที่มีประโยชน์มากและมีประสิทธิภาพมากแม้ว่าจะไม่ได้เป็นทัวริงที่สมบูรณ์

คุณลักษณะทั่วไปที่ทำให้ไม่สมบูรณ์ทัวริงคือข้อเท็จจริงที่ว่ามันเป็นไปได้เสมอที่จะพิสูจน์การเลิกจ้าง ข้อ จำกัด ที่ง่ายมากก็เพียงพอแล้ว: อนุญาตให้โทรแบบเรียกซ้ำได้เฉพาะเงื่อนไขที่มีขนาดเล็กกว่าเท่านั้น ดังนั้นในขณะที่มันเป็นไปไม่ได้ที่จะใช้ล่ามภาษาทัวริงสมบูรณ์หรือแม้กระทั่งสำหรับภาษาของตัวเองอื่น ๆ อีกมากมายที่มีประโยชน์สิ่งที่ยังคงเป็นไปเช่นคอมไพเลอร์ C ได้รับการรับรอง

ฉันคิดว่าคำว่า "mini-language" ของ Yegge หมายถึงความจริงที่ว่ามันมักจะมีประโยชน์ในการใช้ภาษาสำหรับปัญหาเฉพาะที่ภาษาไม่ต้องการความสมบูรณ์ - ทัวริงในการทำงานให้สำเร็จ การพูดภาษาที่สมบูรณ์จะมีประโยชน์ https://sites.google.com/site/steveyegge2/language-grubbing

Wikipedia ตอบคำถามนี้ดีมากสอดคล้องกับสิ่งที่ลำไส้ของฉันพูด ครั้งแรกที่ฉันคิดว่าคณิตศาสตร์บริสุทธิ์แล้วฉันจำ regexp และ Wikipedia แสดงรายการ Epigram ซึ่งฉันเชื่อว่าน่าจะอยู่ในเส้นเลือด 'คณิตศาสตร์บริสุทธิ์'

http://en.wikipedia.org/wiki/Turing_completeness#Non-Turing-complete_languages

ภาษาที่ไม่ใช่ภาษาทัวริงที่สมบูรณ์

ภาษาการคำนวณจำนวนมากมีอยู่ซึ่งไม่ทัวริงสมบูรณ์ ตัวอย่างหนึ่งดังกล่าวคือชุดของภาษาปกติซึ่งเป็นนิพจน์ทั่วไปส่วนใหญ่ซึ่งสร้างขึ้นโดยออโตไฟไนต์ จำกัด ส่วนขยายที่มีประสิทธิภาพ แต่ยังไม่สมบูรณ์ของทัวริงของออโตมาต จำกัด คือหมวดหมู่ของออโตมาตาแบบกดลงและแกรมม่าแบบไม่มีบริบทซึ่งใช้กันทั่วไปในการสร้างแผนภูมิแยก ตัวอย่างเพิ่มเติมรวมถึงบางส่วนของรุ่นแรก ๆ ของภาษาพิกเซลเชดเดอร์ที่ฝังอยู่ใน Direct3D และ OpenGL ส่วนขยายหรือชุดของสูตรทางคณิตศาสตร์ในสเปรดชีตที่ไม่มีวงรอบ [อ้างจำเป็น] ในภาษาโปรแกรมการทำงานทั้งหมด ยุติเช่น Charity และ Epigram กุศลใช้ระบบประเภทและสร้างโครงสร้างการควบคุมตามทฤษฎีหมวดหมู่

ภาษาข้อมูล

ความคิดของทัวริง - ความสมบูรณ์ไม่ได้ใช้กับภาษาเช่น XML, JSON, YAML และ S- นิพจน์เพราะโดยทั่วไปจะใช้เพื่อแสดงข้อมูลที่มีโครงสร้างไม่ได้อธิบายการคำนวณ บางครั้งเรียกว่าภาษามาร์กอัปหรือมากกว่านั้นเป็น "ภาษาคำอธิบายข้อมูล" อย่างถูกต้อง

นอกจากนี้ยังกล่าวถึงการแสดงโครงสร้างข้อมูลไม่ใช่ภาษา แต่ฉันคิดว่า XSLT ควรนับเป็นการแสดงการคำนวณ XPath อาจไม่ได้อิงตามสิ่งที่ Yannis พูดไว้ข้างต้นเกี่ยวกับ SQL เป็นภาษาแบบสอบถามและไม่ใช่ภาษาคำนวณ บางที T-SQL หรือ PL / SQL นับเป็นภาษาการคำนวณแม้ว่าคุณจะสามารถทำการคำนวณได้อย่างมากมายโดยใช้การรวมของพวกเขาซึ่งรูปแบบทั่วไปของ SQL นั้นไม่ได้ระบุการรวม

ฉันเข้าใจว่า SQL เป็นที่นิยมในประเภทธุรกิจ

ความสมบูรณ์ของทัวริงนั้นเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับภาษาที่จะเหมาะสมสำหรับการใช้งานเป็นภาษาวัตถุประสงค์ทั่วไป แต่มันไม่เพียงพอนั่นก็คือเพียงเพราะทัวริงสมบูรณ์มันไม่เหมาะสำหรับทุกโดเมนปัญหา:

• ช่องว่างได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นทัวริงสมบูรณ์ แต่ก็ไม่เหมาะสำหรับโดเมนที่มีปัญหานอกเหนือจากความบันเทิงโปรแกรมเมอร์
• เทมเพลต C ++ ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าทัวริงสมบูรณ์ แต่คุณก็ยังไม่เคยเขียนโปรแกรมทั้งหมดกับพวกเขาเลย

ในทางกลับกันDSLนั้นเหมาะสำหรับโดเมนปัญหาที่ถูกออกแบบมา (สมมติว่ามันถูกออกแบบมาอย่างเหมาะสม) แม้ว่าจะไม่มีความสมบูรณ์แบบของทัวริง:

• HTML ^*เป็นวิธีที่กระชับในการอธิบายแผนผัง DOM แม้ว่า JavaScript จะทัวริงสมบูรณ์และสามารถใช้ทำสิ่งเดียวกันได้ แต่ก็มีเสียงดังและไม่ชัดเจน
• XPath และภาษาคิวรีอื่น ๆ PCRE ที่ไม่มีรหัสฝังตัวและเป็นเครื่องมือที่ทรงพลังสำหรับงานเดียวที่ถูกออกแบบมา

^* IIRC ได้รับการพิสูจน์แล้วว่า HTML ที่มีภาพเคลื่อนไหว CSS นั้นทัวริงสมบูรณ์โดยใช้พวกเขาในการนำเกม Game of Life ของ Conway ไปใช้ในช่องทำเครื่องหมายต่างๆ แต่ประโยชน์ของ HTML ก็ยังคงอยู่แม้ในเบราว์เซอร์ที่ไม่รองรับภาพเคลื่อนไหว CSS

มีภาษาการเขียนโปรแกรมอยู่จริงซึ่งคุณสามารถเขียนโปรแกรม "ประสิทธิภาพ" เท่านั้น Pที่มีประสิทธิภาพในความรู้สึกนี้หมายความว่าทุกโปรแกรมที่เขียนในภาษาดังกล่าวแสดงให้เห็นถึงภาษา Bellantoni, Niggl และ Schwichtenberg อธิบายภาษาดังกล่าวที่นี่

ซี preprocessor ไม่ได้ทัวริงสมบูรณ์ (โดยการออกแบบ) แต่มันก็ยังคงสามารถใช้ล่ามภาษาที่เป็นทัวริงสมบูรณ์ (คำสั่งที่ใช้ภาษาตามที่อธิบายไว้ในเอกสารนี้เป็นเพียงการทำงานของล้ำหน้าด้วย สิ่งที่เป็นประเภทของ ML / Scheme ที่ทำงานได้อย่างหมดจดและอาจไม่มีความหมายใด ๆ - น่าจะใช้งานได้ดี - ถ้าไม่ใช่เพื่อการใช้งานที่ผิดปกติ)

เคล็ดลับที่อยู่เบื้องหลังมันคล้ายกับข้อโต้แย้งดังกล่าวข้างต้นเกี่ยวกับการใช้เครื่องทัวริงใด ๆ ในจักรวาลทางกายภาพ จำกัด ที่: preprocessor C ไม่สามารถให้บริการที่ไม่มีขีด จำกัดจำนวนของขั้นตอนหรือเซลล์ข้อมูลภาษา แต่มันสามารถ:

1. ให้ค่าไดนามิกจำนวนมากอย่างไม่มีเหตุผล (2 ^ 64 หรือมากกว่านั้น) มีขนาดใหญ่พอสำหรับการแก้ปัญหาที่สมจริงที่สุดโดยใช้กระบวนการขยายแบบเอ็กซ์โปเนนเชียล ( พึมพำพึมพำชีวิตของจักรวาลพึมพำ )

2. ใช้หมวกคงที่ตามอำเภอใจสำหรับหมายเลขข้างต้นคือในขณะที่จำนวนขั้นตอนจะต้องมีจำนวน จำกัด คุณสามารถเปลี่ยนสิ่งที่หมวกเฉพาะที่ "รวบรวม" - เวลาโดยการเปลี่ยนการตั้งค่าคงที่ของเครื่องยนต์ล่าม เนื่องจากไม่มี (ทฤษฎี) จำกัด เกี่ยวกับค่าที่แท้จริงของหมวกนี้ก็สามารถ (ทฤษฎี) จะขยายให้พอดีกับความต้องการพื้นที่สำหรับใด ๆโปรแกรมยุติ

เพื่อไม่ให้ยืนยันว่าคำสั่งซื้อนั้นจำเป็น "มีประโยชน์" ในตัวเองหรือเครื่องมือที่ใช้ CPP ใด ๆ จะเป็นไปได้ แต่เป็นข้อพิสูจน์ที่น่าสนใจเกี่ยวกับแนวคิด มันพิมพ์แบบไดนามิกตามที่คาดคะเนซึ่งผิดปกติสำหรับพื้นที่นี้

ใช่แน่นอนเป็นไปได้ที่จะมีภาษาที่มีประโยชน์ที่ไม่ได้รับการทำให้ทัวริงสมบูรณ์ ดูที่นี่: http://tkatchev.bitbucket.org/tab/examples.html

อีกตัวอย่างหนึ่งของภาษาทัวริงที่มีประโยชน์คือ SQL (และอีกอันคือสเปรดชีตเช่น Gnumeric หรือ Excel แม้ว่าจะไม่ใช่ภาษาโปรแกรมจริงๆ)

สำหรับสาเหตุที่คุณต้องการภาษาที่ไม่สมบูรณ์ทัวริง: เพราะนั่นทำให้คุณสามารถรับประกันได้อย่างมั่นใจเกี่ยวกับพฤติกรรมของรันไทม์

ทัวริงสมบูรณ์ใส่ชัดหมายถึงมีความสามารถในการเรียกซ้ำ การเรียกซ้ำหมายถึงการมีโครงสร้างที่ไม่มีขอบเขตในหน่วยความจำ เนื่องจากในหน่วยความจำโลกแห่งความจริงไม่ได้ไม่มีที่สิ้นสุดทัวริงครบถ้วนต้องจัดการหน่วยความจำและ / หรือการเก็บขยะ

การห้ามการเรียกซ้ำเป็นวิธีที่ดีในการหลีกเลี่ยงปัญหาการจัดการทรัพยากร

โปรดทราบ! การเป็นทัวริงที่ไม่สมบูรณ์ไม่ได้หมายความว่าโปรแกรมใด ๆ จะต้องยุติ ภาษาที่ไม่สมบูรณ์ของทัวริงอาจอนุญาตให้มีการประเมินรายการสันหลังยาวที่ไม่มีที่สิ้นสุด

ไม่มีใครพูดถึง "ภาษาการเขียนโปรแกรมย่อยทัวริง" ที่น่าสนใจจนถึงตอนนี้ดังนั้นฉันจะเพิ่ม

มันเรียกว่า"Crema" มันอธิบายตัวเองเป็น:

Crema เป็นส่วนหน้า LLVM ที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อดำเนินการเฉพาะในพื้นที่ย่อยทัวริงสมบูรณ์ ออกแบบมาเพื่อให้ง่ายต่อการเรียนรู้และใช้งานได้จริงสำหรับงานด้านการเขียนโปรแกรมส่วนใหญ่ Crema สามารถจำกัดความซับซ้อนของการคำนวณของโปรแกรมให้เหลือน้อยที่สุดเพื่อปรับปรุงความปลอดภัย

มันค่อนข้างเรียบง่ายและค่อนข้างต่ำ

ควรมีลักษณะคุ้นเคยกับนักพัฒนา C

เริ่มแรกได้รับเงินทุนจากสำนักงานโครงการวิจัยขั้นสูงด้านกลาโหม (DARPA) แต่ดูเหมือนจะไม่ได้รับการสนับสนุนในขณะที่เขียน แต่บางทีใครบางคนอาจสนใจ