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authorAndrea Asperti <andrea.asperti@unibo.it>
Sun, 27 Jan 2013 12:58:58 +0000 (12:58 +0000)
committerAndrea Asperti <andrea.asperti@unibo.it>
Sun, 27 Jan 2013 12:58:58 +0000 (12:58 +0000)
matita/matita/lib/turing/multi_universal/unistep.ma
matita/matita/lib/turing/multi_universal/unistep_aux.ma

index a4a038184e4f0abd561ae166ca385acf7e716ad5..7fa80f38108f5be846c922bf2591e43966dd90cf 100644 (file)
@@ -15,21 +15,11 @@ include "turing/multi_universal/unistep_aux.ma".
 definition exec_move ≝ 
   cfg_to_obj · tape_move_obj · restart_tape prg 2 · obj_to_cfg.
 
-definition low_char' ≝ λc.
-  match c with
-  [ None ⇒ null 
-  | Some b ⇒ if (is_bit b) then b else null
-  ].
-  
-lemma low_char_option : ∀s.
-  low_char' (option_map FinBool FSUnialpha bit s) = low_char s.
-* //
-qed.
-
 definition R_exec_move ≝ λt1,t2:Vector (tape FSUnialpha) 3.
 ∀c,m,ls1,ls2,rs2.
   nth cfg ? t1 (niltape ?) = mk_tape FSUnialpha (c::ls1@[bar]) (None ?) [ ] → 
   nth prg ? t1 (niltape ?) = midtape FSUnialpha (ls2@[bar]) m rs2 →
+  only_bits (list_of_tape ? (nth obj ? t1 (niltape ?))) →
   c ≠ bar → m ≠ bar →
   let new_obj ≝ 
       tape_move_mono ? (nth obj ? t1 (niltape ?)) 
@@ -43,9 +33,9 @@ definition R_exec_move ≝ λt1,t2:Vector (tape FSUnialpha) 3.
 lemma sem_exec_move: exec_move ⊨ R_exec_move.
 @(sem_seq_app ??????? sem_cfg_to_obj1
   (sem_seq ?????? sem_tape_move_obj
-   (sem_seq ?????? (sem_restart_tape ???) sem_obj_to_cfg))) //
+   (sem_seq ?????? (sem_restart_tape ???) sem_obj_to_cfg1))) //
 #ta #tout * #t1 * #semM1 * #t2 * #semM2 * #t3 * #semM3 #semM4 
-#c #m #ls1 #ls2 #rs2 #Hcfg #Hprg #Hc #Hm 
+#c #m #ls1 #ls2 #rs2 #Hcfg #Hprg #Honlybits #Hc #Hm 
 (* M1 = cfg_to_obj *)
 lapply (semM1 … Hcfg Hc) #Ht1 
 (* M2 = tape_move *)
@@ -61,8 +51,35 @@ whd in semM3; >Ht2 in semM3; #semM3 lapply (semM3 … (refl ??)); -semM3
 >nth_change_vec_neq [2:@eqb_false_to_not_eq %] 
 >nth_change_vec_neq [2:@eqb_false_to_not_eq %] #Ht3
 (* M4 = obj_to_cfg *) 
-
-
+whd in semM4; >Ht3 in semM4; 
+>nth_change_vec_neq [2:@eqb_false_to_not_eq %]
+>nth_change_vec [2:@leb_true_to_le %] #semM4 lapply (semM4 … (refl ??)) -semM4
+>nth_change_vec_neq [2:@eqb_false_to_not_eq %]
+>nth_change_vec_neq [2:@eqb_false_to_not_eq %]
+>nth_change_vec [2:@leb_true_to_le %] #semM4 >(semM4 ?)
+  [(* tape by tape *)
+   @(eq_vec … (niltape ?)) #i #lei2 
+   cases (le_to_or_lt_eq … (le_S_S_to_le …lei2))
+    [#lei1 cases (le_to_or_lt_eq … (le_S_S_to_le …lei1))
+      [#lei0 lapply(le_n_O_to_eq … (le_S_S_to_le …lei0)) #eqi <eqi
+       >nth_change_vec_neq [2:@eqb_false_to_not_eq %]
+       >nth_change_vec_neq [2:@eqb_false_to_not_eq %]
+       >nth_change_vec_neq [2:@eqb_false_to_not_eq %]
+       >nth_change_vec [2:@leb_true_to_le %] %
+      |#Hi >Hi (* obj tape *)
+       >nth_change_vec [2:@leb_true_to_le %] whd in ⊢ (???%);
+       >reverse_cons >reverse_append >reverse_single 
+       whd in match (option_hd ??); whd in match (tail ??);
+       whd in ⊢ (??%?); %
+      ]
+    |#Hi >Hi (* prg tape *)
+     >nth_change_vec_neq [2:@eqb_false_to_not_eq %]
+     >nth_change_vec [2:@leb_true_to_le %] whd in ⊢ (???%);
+     >Hprg whd in match (list_of_tape ??); >reverse_append
+     >reverse_single % 
+    ]
+  |
+       
 definition unistep ≝ 
   match_m cfg prg FSUnialpha 2 · 
   restart_tape cfg 2 · mmove cfg ? 2 R · copy prg cfg FSUnialpha 2 ·
index bb730a558bfa4ac58c8c0827f0033c6f901259ee..701e59fdc02760e6511a542606dca0a6d71e8f9e 100644 (file)
@@ -15,42 +15,6 @@ include "turing/multi_universal/copy.ma".
 include "turing/multi_universal/alphabet.ma".
 include "turing/multi_universal/tuples.ma".
 
-(*
-
-  in.obj : ...  x ...
-                ^
-  in.cfg : ...  ? ? ...
-                    ^
-                
-  out.cfg : ... 1 x ...
-                  ^
-                  
-  ---------------------
-  current (in.obj) = None
-  
-  in.cfg : ...  ? ? ...
-                    ^
-
-  out.cfg : ... 0 0 ...
-                  ^
-                  
-  obj_to_cfg ≝ 
-    move_l(cfg);
-    move_l(cfg);
-    (if (current(in.obj)) == None
-       then write(0,cfg);
-            move_r(cfg);
-            write(0,cfg);
-       else write(1,cfg);
-            move_r(cfg);
-            copy_step(obj,cfg);
-            move_l(obj);)
-    move_to_end_l(cfg);
-    move_r(cfg);
-       
-  
-  cfg_to_obj
-*)
 
 definition obj ≝ (0:DeqNat).
 definition cfg ≝ (1:DeqNat).
@@ -104,6 +68,10 @@ lemma eq_vec_change_vec : ∀sig,n.∀v1,v2:Vector sig n.∀i,t,d.
 | >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //] @sym_eq @H2 @sym_not_eq // ]
 qed.
 
+lemma None_or_Some: ∀A.∀a. a =None A ∨ ∃b. a = Some ? b.
+#A * /2/ #a %2 %{a} %
+qed.
+
 lemma not_None_to_Some: ∀A.∀a. a ≠ None A → ∃b. a = Some ? b.
 #A * /2/ * #H @False_ind @H %
 qed. 
@@ -170,6 +138,40 @@ cases Hif -Hif
 ]
 qed.
 
+(* another semantics for obj_to_cfg *)
+definition low_char' ≝ λc.
+  match c with
+  [ None ⇒ null 
+  | Some b ⇒ if (is_bit b) then b else null
+  ].
+  
+lemma low_char_option : ∀s.
+  low_char' (option_map FinBool FSUnialpha bit s) = low_char s.
+* //
+qed.
+
+definition R_obj_to_cfg1 ≝ λt1,t2:Vector (tape FSUnialpha) 3.
+  ∀c,ls.
+  nth cfg ? t1 (niltape ?) = midtape ? ls c [ ] → 
+  let x ≝ current ? (nth obj ? t1 (niltape ?)) in
+  (∀b. x= Some ? b → is_bit b = true) →
+  t2 = change_vec ?? t1
+         (mk_tape ? [ ] (option_hd FSUnialpha (reverse ? (low_char' x::ls))) 
+           (tail ? (reverse ? (low_char' x::ls)))) cfg.
+
+lemma sem_obj_to_cfg1: obj_to_cfg ⊨ R_obj_to_cfg1.
+@(Realize_to_Realize … sem_obj_to_cfg) #t1 #t2 #Hsem
+#c #ls #Hcfg lapply(Hsem c ls Hcfg) * #HSome #HNone #Hb 
+cases (None_or_Some ? (current ? (nth obj ? t1 (niltape ?)))) 
+  [#Hcur >Hcur @HNone @Hcur
+  |* #b #Hb1 >Hb1
+   cut (low_char' (Some ? b) = b)  [whd in ⊢ (??%?); >(Hb b Hb1) %] #Hlow >Hlow
+   lapply(current_to_midtape … Hb1) * #lsobj * #rsobj #Hmid
+   @(HSome … Hmid)
+  ]
+qed.
+    
+(* test_null_char *)
 definition test_null_char ≝ test_char FSUnialpha (λc.c == null).
 
 definition R_test_null_char_true ≝ λt1,t2.
@@ -388,9 +390,63 @@ lemma sem_tape_move_obj : tape_move_obj ⊨ R_tape_move_obj.
 ]
 qed.
 
+(************** list of tape ******************)
 definition list_of_tape ≝ λsig.λt:tape sig.
   reverse ? (left ? t)@option_cons ? (current ? t) (right ? t).
 
+lemma list_of_midtape: ∀sig,ls,c,rs.
+  list_of_tape sig (midtape ? ls c rs) = reverse ? ls@c::rs.
+// qed-.
+
+lemma list_of_rightof: ∀sig,ls,c.
+  list_of_tape sig (rightof ? c ls) = reverse ? (c::ls).
+#sig #ls #c <(append_nil ? (reverse ? (c::ls)))
+// qed-.
+
+lemma list_of_tape_move: ∀sig,t,m.
+  list_of_tape sig t = list_of_tape sig (tape_move ? t m).
+#sig #t * // cases t //
+ [(* rightof, move L *) #a #l >list_of_midtape 
+  >append_cons <reverse_single <reverse_append %
+ |(* midtape, move L *) * // 
+  #a #ls #c #rs >list_of_midtape >list_of_midtape
+  >reverse_cons >associative_append %
+ |(* midtape, move R *) #ls #c * 
+   [>list_of_midtape >list_of_rightof >reverse_cons %
+   |#a #rs >list_of_midtape >list_of_midtape >reverse_cons 
+    >associative_append %
+   ]
+ ]
+qed.
+
+lemma list_of_tape_write: ∀sig,cond,t,c. 
+(∀b. c = Some ? b → cond b =true) →
+(∀x. mem ? x (list_of_tape ? t) → cond x =true ) →
+∀x. mem ? x (list_of_tape sig (tape_write ? t c)) → cond x =true.
+#sig #cond #t #c #Hc #Htape #x lapply Hc cases c 
+  [(* c is None *) #_ whd in match (tape_write ???); @Htape
+  |#b #Hb lapply (Hb … (refl ??)) -Hb #Hb
+   whd in match (tape_write ???); >list_of_midtape
+   #Hx cases(mem_append ???? Hx) -Hx
+    [#Hx @Htape @mem_append_l1 @Hx
+    |* [//] 
+     #Hx @Htape @mem_append_l2 cases (current sig t)
+      [@Hx | #c1 %2 @Hx]
+    ]
+  ]
+qed.
+   
+lemma current_in_list: ∀sig,t,b. 
+  current sig t = Some ? b → mem ? b (list_of_tape sig t).
+#sig #t #b cases t
+  [whd in ⊢ (??%?→?); #Htmp destruct
+  |#l #b whd in ⊢ (??%?→?); #Htmp destruct
+  |#l #b whd in ⊢ (??%?→?); #Htmp destruct
+  |#ls #c #rs whd in ⊢ (??%?→?); #Htmp destruct
+   >list_of_midtape @mem_append_l2 % %
+  ]
+qed.
+  
 definition restart_tape ≝ λi,n. 
   mmove i FSUnialpha n L ·
   inject_TM ? (move_to_end FSUnialpha L) n i ·
@@ -455,4 +511,3 @@ whd in ⊢ (%→?); #Htb *
   ]
 ]
 qed.
-