紙帶字母表(tape alphabet)
/ Gamma: GAM-ah /
紙帶字母表(tape alphabet)是機器被允許寫到紙帶上的全部符號集合。它比輸入字母表大,因為除了組成輸入的那些符號之外,機器還想要幾個自己專用的額外符號來做筆記:勾記、劃掉、佔位記號,以及空白。想像在一張已印有文字(輸入字母)的紙上書寫,但你還有一支紅筆和一支螢光筆(額外符號)可以邊做邊標註。
形式上紙帶字母表寫作 Γ(Gamma),遵守兩條規則。第一,輸入字母表 Σ(Sigma)是 Γ 的子集,所以凡是能出現在輸入裡的符號也都能放在紙帶上。第二,Γ 至少含有一個不在 Σ 裡的符號,也就是用於空格的空白符號。通常 Γ 還握有少數額外的工作符號,例如 X 或某字母的「加記號版本」。轉移函數可以把 Γ 裡的任何符號寫進格子,這正是機器給自己留筆記的方式(例如把 a 覆寫成 X 來劃掉它)。
讓 Γ 嚴格大於 Σ,正是機器那些經典技巧得以實現的原因。要識別 a^n b^n c^n,機器不在紙帶上書寫就無法計數,所以它每一輪用 Γ 裡的特殊符號覆寫,標記一個 a、一個 b、一個 c。這些額外符號純粹是記帳用的;讀取任何最終答案時它們會被擦掉或忽略。誠實提醒:不論你加多少額外符號,紙帶字母表永遠是有限的;機器的能力來自無界的紙帶,而非無限的字母表。
輸入字母表 Σ = {a, b};紙帶字母表 Γ = {a, b, X, Y, B}。機器處理 aabb 時可能把紙帶改寫成 X a Y b,用 X 與 Y 當「已配對」的記號,這是它在 DFA 裡永遠存不下來的。
紙帶字母表 Γ = 輸入符號 + 空白 + 少數工作記號。
Σ 是 Γ 的子集,而 Γ 減去 Σ 永遠包含空白。無論你加多少輔助符號,紙帶字母表都是有限的;機器的力量在於無盡的紙帶,而非無盡的字母表。