Cos'è una macchina Turing?

Una macchina Turing è un costrutto filosofico per come funzionare un computer, inventato nel 1936 da Alan Turing, un famoso matematico inglese e logico del 20 secolo.Le idee dietro la macchina Turing sono la base per tutti i moderni sistemi di software e hardware che esistono a partire dal 2011, sebbene i concetti reali creati non siano mai stati usati per costruire un dispositivo reale al momento e sono stati inventati prima che esistessero i computer digitali in nessunoforma reale.I principi su cui le funzioni di una macchina Turing includono una serie di controlli per i dati di input e output, la macchina per l'elaborazione dei dati in qualche forma e una serie di regole stabilite per come questi dati vengono elaborati dalla macchina.

Il genio dietroLa scoperta di Alan Turings era che qualsiasi gruppo coerente di simboli che rappresentava informazioni significative, come simboli matematici o lettere che comprendono un linguaggio, poteva essere elaborato meccanicamente da una macchina se viene fornita una serie adeguata di regole per la loro elaborazione.Ciò comporterebbe la creazione di dispositivi meccanici che potrebbero essere poste domande logiche per problemi complessi e elaborare rapidamente risposte imparziali.La macchina Turing era un precursore a questo proposito a un algoritmo di computer, che è un elenco compilato di istruzioni al computer che le unità di elaborazione centrali (CPU) nei computer si basano per funzionare a partire dal 2011.

Il design per la macchina Turing era semplicistico daGli standard di calcolo moderni del 21 ° secolo, e la sua funzione fisica avevano impraticabilità sulla sua implementazione, ma le idee su cui era costruita avevano una solida base.La macchina consisteva in un nastro o un nastro con simboli impressi, che potevano essere letti da una testa mentre il nastro veniva superato.Man mano che i simboli venivano letti, invocerebbero alcuni stati della macchina, il che dirigerebbe il movimento del nastro e influenzerebbe i valori di uscita prodotti dalla macchina.L'analogo ai moderni sistemi informatici del 2011 sarebbe che il nastro rappresenta il codice software o gli algoritmi, il lettore è la CPU e l'output sarebbe sistemi di visualizzazione e trasmissione come monitor, altoparlanti e stampanti, traffico di rete e altro ancora. Le idee dietro la macchina Turing sono state viste come una funzione fondamentale di eseguire qualsiasi serie di calcoli e potrebbero anche essere paragonate a come funziona il cervello umano.Turing se stesso e gli altri della sua giornata credevano che la macchina Turing potesse essere adattata per eseguire praticamente qualsiasi tipo di calcolo immaginabile e fungere da macchina universale per risolvere tutti i problemi umani.Il problema che presto si è presentato con il concetto, tuttavia, è noto come Taring Tarpit e si riferisce al fatto che, sebbene qualsiasi insieme di simboli autoconsistenti possa essere elaborato da una macchina Turing, ottenendo una macchina del genere a cui produrre risposte significativeLe domande si basano interamente su serie di regole di elaborazione sempre più complesse e multistrato.

L'informatica ha presto riscontrato problemi con il modo in cui i sistemi di software e hardware basati sui principi della macchina Turing potrebbero essere impantanati in calcoli insignificanti noti come loop del programma.Le limitazioni della logica hanno portato ad adattamenti sui principi della macchina Turing, come quello delle macchine Turing quantistiche e probabilistiche.Una macchina di Turing probabilistica utilizza l'idea di più nastri che vengono eseguiti contemporaneamente nella macchina per produrre risultati diversi in parallelo, che vengono quindi ponderati l'uno contro l'altro in base alla probabilità di quale risultato è molto probabilmente accurato.Tali macchine raggiungerebbero le conclusioni in modo simile a come il software logico fuzzy opera in sistemi di controllo avanzati a partire dal 2011.

Un computer quantistico basato sul principio della macchina Turing avrebbe un nastro di lunghezza infinita con celle di simboli in uno stato perpetuo indeterminatofino a leggere.Ciò prevederebbe una forma di elaborazione parallela che sarebbe molto superiore ai processi di datiSing Procedure utilizzate nei computer a partire dal 2011. Le macchine quantistiche di Turing offrono l'opzione di archiviare più valori nelle singole celle di memoria fino a che si accede, che i computer standard basati su logica non possono fare.