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authorDavid A. Madore <david+git@madore.org>2023-10-30 13:47:09 +0100
committerDavid A. Madore <david+git@madore.org>2023-10-30 13:47:09 +0100
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index bba20d9..82f2f47 100644
--- a/transp-inf110-01-calc.tex
+++ b/transp-inf110-01-calc.tex
@@ -259,6 +259,45 @@ Pour toutes ces raisons, le sujet mérite d'être étudié !
\end{frame}
%
\begin{frame}
+\frametitle{Trois grandes approches}
+
+On va décrire trois approches des (mêmes !) fonctions calculables au
+sens de Church-Turing, et esquisser leur équivalence :
+
+\medskip
+
+\itempoint Les \textbf{fonctions générales récursives} sont
+mathématiq\textsuperscript{t} plus commodes :
+\begin{itemize}
+\item « tout est un entier » (fonctions $\mathbb{N}^k \dasharrow
+ \mathbb{N}$),
+\item définition inductive, numérotation associé.
+\end{itemize}
+
+\medskip
+
+\itempoint Les \textbf{machines de Turing} représentent des
+ordinateurs très simple :
+\begin{itemize}
+\item travaillent sur une « bande » illimitée a priori (mémoire),
+\item aspect algorithmique évident, plus proche d'un « vrai » ordinateur,
+\item approche la plus commode pour la complexité (pas considérée ici).
+\end{itemize}
+
+\medskip
+
+\itempoint Le \textbf{$\lambda$-calcul} pur non typé est un système
+symbolique :
+\begin{itemize}
+\item proche des langages de program\textsuperscript{on} fonctionnels
+ (p.ex., Lisp, Haskell, OCaml),
+\item plus facile à « programmer » réellement, mais nombreuses
+ subtilités.
+\end{itemize}
+
+\end{frame}
+%
+\begin{frame}
\frametitle{Données finies}
Un algorithme travaille sur des \textbf{données finies}.
@@ -2573,15 +2612,15 @@ De Bruijn est identique.
\begin{frame}
\frametitle{Le $\lambda$-calcul : $\beta$-réduction}
-{\footnotesize On travaille sur des termes à $\alpha$-équivalence
- près.\par}
+{\footnotesize On travaille désormais sur des termes à
+ $\alpha$-équivalence près.\par}
\bigskip
\itempoint Un \textbf{redex} (« reducible expression ») est un terme
de la forme $(\lambda v. E)T$.
-Son \textbf{reduct} est le terme $E[v\backslash T]$ obtenu par
+Son \textbf{réduit} est le terme $E[v\backslash T]$ obtenu par
remplacement de $T$ pour $v$ dans $E$, en évitant tout conflit de
variables.
@@ -2591,7 +2630,7 @@ Exemples :
\begin{itemize}
\item $(\lambda x.xx)y \rightarrow yy$
\item $(\lambda x.xx)(\lambda x.xx) \rightarrow (\lambda x.xx)(\lambda
- x.xx)$ (est son propre reduct)
+ x.xx)$ (est son propre réduit)
\item $(\lambda xy.x)z \rightarrow \lambda y.z$ (car $\lambda xy.x$
abrège $\lambda x.\lambda y.x$)
\item $(\lambda xy.x)y \rightarrow \lambda y_1.y$ (attention au
@@ -2611,7 +2650,7 @@ xyz.((xz)(yz))$.
\itempoint On appelle \textbf{$\beta$-réduction} le remplacement en
sous-expression d'une \textcolor{purple}{redex} par son
-\textcolor{olive}{reduct}.\quad Ex. : $\lambda
+\textcolor{olive}{réduit}.\quad Ex. : $\lambda
x. \textcolor{purple}{(\lambda y. y (\lambda z. z)) (\lambda z. x z)}
\rightarrow \lambda x. \textcolor{olive}{(\lambda z. x z)(\lambda
z. z)}$.
@@ -2683,7 +2722,7 @@ réductions.
\bigskip
-On peut montrer :
+On peut montrer (mais on évitera d'utiliser) :
\itempoint\textbf{Théorème} (Curry \&al) : si $T \twoheadrightarrow
T'$ avec $T'$ en forme normale, alors $T
@@ -2766,8 +2805,8 @@ nombre d'étapes d'exécution) \alert{si la réduction extérieure gauche
\textcolor{blue}{\textbf{Moralité :}} les fonctions récursives peuvent
simuler la réduction extérieure gauche du $\lambda$-calcul
-{\footnotesize (ou n'importe quelle autre réduction, mais on a choisi
- celle-ci)}.
+{\footnotesize (ou n'importe quelle autre réduction, mais on se
+ concentre sur celle-ci)}.
\end{frame}
%
@@ -3048,7 +3087,7 @@ T
z
(h (A z) x_1\cdots x_k)
)\\
-\rightarrow & \mathsf{Y}
+\rightarrow\strut & \mathsf{Y}
(\lambda h z x_1\cdots x_k.
(v z x_1\cdots x_k)
(\lambda y.h (A z) x_1\cdots x_k)
@@ -3096,6 +3135,7 @@ existe des fonctions p.r. :
\end{frame}
%
+\section{Conclusion}
\begin{frame}
\frametitle{Récapitulation}
@@ -3128,7 +3168,65 @@ algorithmiquement :
\end{frame}
%
-% Add somewhere:
-% - "Turing tarpit"
+\begin{frame}
+\frametitle{Turing-complétude}
+
+Un langage de programmation est dit \textbf{Turing-complet} lorsque
+(convenablement idéalisé !) il permet d'implémenter précisément les
+fonctions calculables au sens de Church-Turing.
+
+\bigskip
+
+Un ordinateur réel ne peut \alert{jamais faire plus} qu'une machine de
+Turing (sauf p.-ê. : génération de hasard vrai). La question est de
+savoir si le langage permet \alert{autant}.
+
+\bigskip
+
+Tous les langages de programmation généralistes \alert{sont
+ Turing-complets} : Python, Java, JavaScript, C, C++, OCaml, Haskell,
+Lisp, Perl, Ruby, Smalltalk, Prolog…
+
+\bigskip
+
+Certains le sont même plus ou moins « par accident » : CSS, TeX, XSLT, m4…
+(parfois sous conditions, ou sous réserve d'interprétation).
+
+\bigskip
+
+Pas toujours clair : assembleurs (pas évident d'idéaliser les entiers).
+
+\bigskip
+
+Conséquence du problème de l'arrêt : on ne peut pas algorithmiquement
+décider si un programme donné (en Python, etc.) termine ou non.
+
+\end{frame}
+%
+\begin{frame}
+\frametitle{Turing tarpit}
+
+{\footnotesize « Fosse à bitume de Turing » ?\par}
+
+\bigskip
+
+\itempoint Tous les langages usuels se valent du point de vue de la
+calculabilité. Ce n'est pas pour autant qu'ils se valent en
+pratique ! (En commodité et/ou efficacité.)
+
+\bigskip
+
+\itempoint Ça ne signifie pas qu'un langage Turing-complet peut
+forcément « tout » faire. Par exemple, un langage qui ne permet comme
+entrée/sortie que d'afficher des entiers peut être Turing-complet et
+ne permet pas d'écrire « bonjour ».
+
+\bigskip
+
+\itempoint Si en principe on peut convertir toute fonction calculable
+dans tout langage Turing-complet, la conversion peut devenir
+extrêmement inefficace, malcommode ou illible.
+
+\end{frame}
%
\end{document}