Τι είναι το μηχάνημα Turing;

Ένα μηχάνημα Turing είναι ένα φιλοσοφικό κατασκεύασμα για το πώς μπορεί να λειτουργήσει ένας υπολογιστής, εφευρέθηκε το 1936 από τον Alan Turing, έναν διάσημο αγγλικό μαθηματικό και λογικό του 20 αιώνα.Οι ιδέες πίσω από το μηχάνημα Turing είναι η βάση για όλα τα σύγχρονα συστήματα λογισμικού και υλικού που υπάρχουν από το 2011, αν και οι πραγματικές έννοιες που δημιουργήθηκαν δεν χρησιμοποιήθηκαν ποτέ για την οικοδόμηση μιας πραγματικής συσκευής εκείνη τη στιγμή και εφευρέθηκαν πριν από τους ψηφιακούς υπολογιστές σε οποιοδήποτεπραγματική μορφή.Οι αρχές στις οποίες οι λειτουργίες του μηχανισμού Turing περιλαμβάνουν ένα σύνολο ελέγχων για δεδομένα εισόδου και εξόδου, το μηχάνημα για την επεξεργασία των δεδομένων σε κάποια μορφή και ένα σύνολο καθιερωμένων κανόνων για τον τρόπο επεξεργασίας αυτών των δεδομένων από το μηχάνημα.Ο Alan Turings Discovery ήταν ότι οποιαδήποτε συνεπής ομάδα συμβόλων που αντιπροσωπεύουν σημαντικές πληροφορίες, όπως μαθηματικά σύμβολα ή γράμματα που περιλαμβάνουν μια γλώσσα, θα μπορούσαν να υποβληθούν σε μηχανική επεξεργασία από ένα μηχάνημα εάν δοθεί ένα σωστό σύνολο κανόνων για την επεξεργασία τους.Αυτό θα είχε ως αποτέλεσμα τη δημιουργία μηχανικών συσκευών που θα μπορούσαν να ζητηθούν λογικές ερωτήσεις για σύνθετα προβλήματα και γρήγορα να βρουν αμερόληπτες απαντήσεις.Το μηχάνημα Turing ήταν πρόδρομος από την άποψη αυτή στον αλγόριθμο υπολογιστή, ο οποίος είναι ένας καταρτισμένος κατάλογος οδηγιών υπολογιστή που οι κεντρικές μονάδες επεξεργασίας (CPU) σε υπολογιστές βασίζονται στη λειτουργία του 2011.

Τα σύγχρονα υπολογιστικά πρότυπα του 21ου αιώνα και η φυσική του λειτουργία είχε μη πρακτορείες ως προς την εφαρμογή της, αλλά οι ιδέες πάνω στις οποίες χτίστηκε είχαν μια σταθερή βάση.Το μηχάνημα αποτελείται από μια ταινία ή μια κορδέλα με αποτυπωμένα σύμβολα σε αυτό, τα οποία θα μπορούσαν να διαβαστούν από ένα κεφάλι καθώς η ταινία πέρασε πάνω του.Καθώς τα σύμβολα διαβάστηκαν, θα επικαλούνται ορισμένες καταστάσεις στο μηχάνημα, γεγονός που θα κατευθύνει την κίνηση της ταινίας και θα επηρεάσει τις τιμές εξόδου που παράγεται από το μηχάνημα.Το αναλογικό με τα σύγχρονα συστήματα υπολογιστών του 2011 θα ήταν ότι η ταινία αντιπροσωπεύει τον κωδικό λογισμικού υπολογιστών ή τους αλγόριθμους, ο αναγνώστης είναι η CPU και η έξοδος θα εμφανιστεί και συστήματα μετάδοσης, όπως οθόνες, ομιλητές και εκτυπωτές, κυκλοφορία δικτύου και πολλά άλλα. Οι ιδέες πίσω από τη μηχανή Turing θεωρήθηκαν ως θεμελιώδη λειτουργία της εκτέλεσης οποιασδήποτε σειράς υπολογισμών και θα μπορούσαν επίσης να συγκριθούν με τον τρόπο λειτουργίας του ανθρώπινου εγκεφάλου.Ο ίδιος ο ίδιος και άλλοι της ημέρας του πίστευαν ότι η μηχανή Turing θα μπορούσε να προσαρμοστεί για να εκτελέσει σχεδόν οποιοδήποτε είδος φανταστικού υπολογισμού και να ενεργεί ως παγκόσμια μηχανή για την επίλυση όλων των ανθρώπινων προβλημάτων.Το ζήτημα που σύντομα προέκυψε με την ιδέα, ωστόσο, είναι γνωστό ως tarpit και αναφέρεται στο γεγονός ότι, αν και κάθε αυτοσυγκρασιακό σύνολο συμβόλων μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία από μια μηχανή Turing, να πάρει ένα τέτοιο μηχάνημα για να παράγει σημαντικές απαντήσειςΟι ερωτήσεις βασίζονται εξ ολοκλήρου σε όλο και πιο πολύπλοκες και πολυεπίπεδες σύνολα κανόνων επεξεργασίας. Η επιστήμη των υπολογιστών αντιμετώπισε σύντομα προβλήματα με τον τρόπο με τον οποίο τα συστήματα λογισμικού και υλικού που βασίζονται στις αρχές του μηχανισμού Turing θα μπορούσαν να κατακλυστούν σε άχρηστους υπολογισμούς γνωστούς ως βρόχους προγράμματος.Οι περιορισμοί της λογικής οδήγησαν σε προσαρμογές στις αρχές της μηχανής Turing, όπως αυτές των κβαντικών και πιθανοτικών μηχανών Turing.Μια πιθανοτική μηχανή Turing χρησιμοποιεί την ιδέα των πολλαπλών ταινιών που εκτελούνται στο μηχάνημα ταυτόχρονα για να παράγουν διαφορετικά αποτελέσματα σε παράλληλα, τα οποία στη συνέχεια σταθμίζονται μεταξύ τους με βάση την πιθανότητα του οποίου το αποτέλεσμα είναι πιθανότατα ακριβές.Τέτοια μηχανήματα θα καταλήξουν σε συμπεράσματα με τρόπο παρόμοιο με το πώς το λογισμικό Fuzzy Logic λειτουργεί σε συστήματα προηγμένης ελέγχου από το 2011. Κβαντικός υπολογιστής που βασίζεται στην αρχή της μηχανής Turing θα έχει μια ταινία άπειρου μήκους με κύτταρα συμβόλων σε μια διαρκή απροσδιόριστη κατάστασημέχρι να διαβάσετε.Αυτό θα προβλέπει μια μορφή παράλληλης επεξεργασίας που θα ήταν εξαιρετικά ανώτερη από τις επιθεωρήσεις δεδομένωνΟι διαδικασίες τραγουδιού που χρησιμοποιούνται σε υπολογιστές από το 2011. Οι κβαντικές μηχανές Turing προσφέρουν την επιλογή αποθήκευσης πολλαπλών τιμών σε μεμονωμένα κύτταρα μνήμης μέχρι να προσπερατούνται, ποιοι τυπικοί υπολογιστές που βασίζονται σε λογική δεν μπορούν να κάνουν.