Нормальный алгорифм, одно из современных уточнений понятия алгоритма, получившее распространение в исследованиях по конструктивной математике. Предложено в 1950 А. А. Марковым, впервые систематически и строго построившим на основе этого уточнения общую алгоритмов теорию. Н. а. эквивалентны частично-рекурсивным функциям (см. Рекурсивные функции), а следовательно, и Тьюринга машинам.
Концепция Н. а. специально приспособлена для реализации алгоритмов, действующих над словами в тех или иных алфавитах. При этом под алфавитом в математике понимается любой конечный набор четко отличимых друг от друга графических символов (букв), а под словом в данном алфавите — произвольная конечная цепочка букв этого алфавита. Цепочка, вовсе не содержащая букв, также считается словом в данном алфавите (пустое слово). Например, цепочки «ииаам», «книга», «гамма» являются словами в русском алфавите, а также в шестибуквенном алфавите {к, н, и, г, а, м}. Элементарным актом преобразования слов в алгоритмических процессах, задаваемых Н. а., является т. н. операция «подстановки вместо первого вхождения». Пусть Р, Q, R — слова в некотором алфавите. Результатом подстановки Q вместо первого вхождения Р в R называется слово å (R, Р, Q), получаемое следующим образом. Если Р входит в R, т.е. R представимо в виде S1PS2, то среди таких представлений отыскивается представление с наиболее коротким словом S1 и полагается å (R, Р, Q) = S1QS2. Если же Р не входит в R, то å (R, Р, Q) = R. Так, å (гамма, а, е) = гемма.
Для задания Н. а. необходимо фиксировать некоторый алфавит А, не содержащий букв «®» и « · », и упорядоченный список слов вида Р ® Q (простая формула подстановки) или Р ®· Q (заключит. формула подстановки), где Р и Q — слова в А. Формулы подстановок принято записывать друг под другом в порядке следования, объединяя их слева фигурной скобкой. Получающаяся фигура называется схемой Н. а. Исходными данными и результатами работы Н. а.
где di (1 £ i £ n) означает «®» или «®», разворачивается следующим образом. Отыскивается наименьшее i, при котором Pi входит в R. Если все Pi не входят в R, то работа можно построить Н. а. , являющийся композицией и , т. е. реализующий следующий интуитивный алгоритм: «сначала выполнить алгоритм , затем к результату применять ».
Соотношение между интуитивными алгоритмами и Н. а. описывается выдвинутым А. А. Марковым принципом нормализации: всякий алгоритм, перерабатывающий слова в данном алфавите А в слова в этом же алфавите, может быть реализован посредством Н. а. в некотором расширении А. [Легко указать очень простые алгоритмы в А, не реализуемые Н. а. в A; с другой стороны, всегда можно ограничиться двухбуквенным (и даже однобуквенным) расширением A.] Принцип нормализации эквивалентен тезису Чёрча и, аналогично последнему, не может быть доказан из-за неточности интуитивной концепции алгоритма.
Лит.: Марков А. А., Теория алгорифмов, М. — Л., 1954 (Тр. Математического института АН(Академия наук) СССР, т. 42); Мендельсон Э., Введение в математическую логику, пер.(перевод) с англ.(английский), М., 1971.
