A. 停机问题证明
首先,我们要明确程序是否停机的概念。具体来说,就是对程序的任意输入,我们能否判断它是否会停机。假设有这样一台图灵机,命名为H。它的运作流程设定为:对于任意一个程序M,如果M可以停机,则输出1,否则输出0。因为H是可以判定的。
在此基础上,我们可以构建另一个程序D。D的工作流程如下:将H的输出作为输入,如果输入为1,则D不停机;反之,则D停机。由于H可以判断所有程序,那么它同样可以判断D。如果H判断D输入1时不停机,则输出0。然而,根据D的定义,我们知道它是可以停机的,反之亦然。这意味着停机问题不存在算法解决方案。
综上所述,我们通过构建特定的程序D和分析H对D的判定能力,证明了停机问题无法通过算法解决。这揭示了一个重要的计算机科学理论——不可判定性,进一步阐释了程序设计和算法理论中的限制。