在可计算性理论中,图灵完备性的定义如下:如果一系列操作数据的规则(如指令集、编程语言、细胞自动机)可以用来模拟单带图灵机,那么它就是图灵完备的。也就是说,如果一个计算系统可以计算每一个图灵可计算函数,或者说这个系统能够模拟通用图灵机,那么这个系统就具有图灵完备性。

从具体条件上看,一个系统(如编程语言、计算模型或机器)若满足以下条件,通常被认为是图灵完备的:

  • 逻辑表示能力

    • 布尔逻辑运算:系统能够模拟与(AND)、或(OR)、非(NOT)等布尔逻辑运算,这是实现各种复杂逻辑判断的基础。
    • 条件分支与循环控制:可以进行条件分支,如使用“if-else”等语句根据不同条件执行不同的操作路径;同时具备循环控制结构,能够实现重复执行一段代码,直到满足特定条件才停止。
  • 存储能力

    • 无限存储或等效机制:系统必须能够存储和操作任意数量的数据,存储在理论上可以是无限的,或者通过某种方式模拟无限存储,确保系统有足够的空间来处理各种规模的数据和复杂的计算过程。