Hvad er en Turing -maskine?
En Turing -maskine er en filosofisk konstruktion til, hvordan en computer kan fungere, opfundet i 1936 af Alan Turing, en berømt engelsk matematiker og logiker i det 20. århundrede.Ideerne bag Turing -maskinen er grundlaget for alle moderne computersoftware og hardware -systemer, der findes fra 2011, skønt de faktiske koncepter, som Turing oprettede, aldrig blev brugt til at opbygge en faktisk enhed på det tidspunkt, og blev opfundet, før digitale computere eksisterede i nogenreel form.De principper, hvorpå en Turing -maskine fungerer, inkluderer et sæt kontroller til input- og outputdata, maskinen til behandling af dataene i en eller anden form og et sæt etablerede regler for, hvordan disse data behandles af maskinen. Genius bagpåAlan Turings opdagelse var, at enhver konsekvent gruppe af symboler, der repræsenterer meningsfuld information, såsom matematiske symboler eller bogstaver, der omfatter et sprog, kunne behandles mekanisk af en maskine, hvis de får et ordentligt sæt regler for deres behandling.Dette ville resultere i oprettelse af mekaniske enheder, der kunne stilles logiske spørgsmål til komplekse problemer og hurtigt komme med uvildige svar.Turing -maskinen var en forløber i denne henseende til en computeralgoritme, som er en samlet liste over computerinstruktioner, som centrale behandlingsenheder (CPU'er) på computere er afhængige af at fungere fra 2011.
Designet til Turing -maskinen var forenklet medModerne computerstandarder for det 21. århundrede, og dens fysiske funktion havde upraktiske forhold med hensyn til dens implementering, men de ideer, som den blev bygget, havde et solidt fundament.Maskinen bestod af et bånd eller bånd med prægede symboler på den, som kunne læses af et hoved, da båndet blev ført over det.Da symbolerne blev læst, ville de påkalde visse tilstande i maskinen, som ville dirigere båndets bevægelse og påvirke outputværdierne produceret af maskinen.Den analoge til moderne computersystemer fra 2011 ville være, at båndet repræsenterer computersoftwarekode eller algoritmer, læseren er CPU'en, og output ville være visning og transmissionssystemer såsom skærme, højttalere og printere, netværkstrafik og mere.
Ideerne bag Turing -maskinen blev set som en grundlæggende funktion af at udføre enhver række beregninger og kunne også sammenlignes med, hvordan den menneskelige hjerne fungerer.Turing selv og andre på sin dag troede, at Turing -maskinen kunne tilpasses til at udføre praktisk talt enhver form for tænkelig beregning og fungere som en universel maskine til at løse alle menneskelige problemer.Det spørgsmål, der snart opstod med konceptetSpørgsmål er helt afhængig af stadig mere komplekse og flerlags sæt behandlingsregler. Computer Science stødte snart på problemer med, hvordan software- og hardwaresystemer baseret på Turing Machine-principper kunne blive forkælet i meningsløse beregninger kendt som programsløjfer.Logiske begrænsninger førte til tilpasninger af Turing Machine -principper, såsom det for kvante- og probabilistiske Turing -maskiner.En probabilistisk Turing -maskine bruger ideen om, at flere bånd køres i maskinen samtidig for at give forskellige resultater parallelt, som derefter vægtes mod hinanden baseret på sandsynligheden for, hvilket resultat er sandsynligvis nøjagtigt.Sådanne maskiner ville nå ud til konklusioner på en måde, der ligner, hvordan fuzzy logik -software fungerer i avancerede kontrolsystemer fra 2011.
En kvantecomputer baseret på Turing Machine -princippet ville have et bånd med uendelig længde med celler af symboler i en evigvarende ubestemt tilstandIndtil læst.Dette ville give mulighed for en form for parallel behandling, der ville være meget bedre end dataprocesserSyng procedurer, der bruges i computere fra 2011. Quantum Turing-maskiner tilbyder muligheden for at opbevare flere værdier i individuelle hukommelsesceller, indtil de er tilgængelige, hvilke standard logikbaserede computere ikke kan gøre.