Wat is een Turing -machine?

Een Turing -machine is een filosofisch construct voor hoe een computer zou kunnen functioneren, uitgevonden in 1936 door Alan Turing, een beroemde Engelse wiskundige en logicus van de 20 eeuw.De ideeën achter de Turing -machine vormen de basis voor alle moderne computersoftware en hardwaresystemen die vanaf 2011 bestaan, hoewel de werkelijke concepten die Turing hebben gemaakt, nooit werden gebruikt om een echt apparaat te bouwen en werden uitgevonden voordat digitale computers in eenEchte vorm.De principes waarop een Turing -machine -functies een set bedieningselementen bevatten voor invoer- en uitvoergegevens, de machine voor het verwerken van de gegevens in een of andere vorm en een set vastgestelde regels voor hoe deze gegevens door de machine worden verwerkt.

Het genie achterAlan Turings Discovery was dat elke consistente groep symbolen die zinvolle informatie vertegenwoordigen, zoals wiskundige symbolen of letters die een taal omvatten, mechanisch door een machine kunnen worden verwerkt als ze een juiste set regels voor hun verwerking krijgen.Dit zou resulteren in het creëren van mechanische apparaten die logische vragen voor complexe problemen kunnen worden gesteld en snel met onpartijdige antwoorden kunnen komen.De moderne computernormen van de 21

st

eeuw, en de fysieke functie had onpraktisch over de implementatie ervan, maar de ideeën waarop het werd gebouwd hadden een solide basis.De machine bestond uit een tape of lint met ingedrukte symbolen erop, die door een kop kon worden gelezen terwijl de tape erover werd geleid.Naarmate de symbolen werden gelezen, zouden ze bepaalde toestanden in de machine oproepen, die de beweging van de tape zouden sturen en de uitvoerwaarden van de machine zouden beïnvloeden.De analoge naar moderne computersystemen van 2011 zou zijn dat de tape computersoftwarecode of algoritmen vertegenwoordigt, de lezer is de CPU en de uitvoer zou weergave- en transmissiesystemen zijn zoals monitoren, luidsprekers en printers, netwerkverkeer en meer. ^{De ideeën achter de Turing -machine werden gezien als een fundamentele functie van het uitvoeren van elke reeks berekeningen en konden ook worden vergeleken met hoe het menselijk brein werkt.Turing zichzelf en anderen van zijn tijd geloofden dat de Turing -machine kon worden aangepast om praktisch elk type denkbare berekening uit te voeren en te fungeren als een universele machine voor het oplossen van alle menselijke problemen.De kwestie die al snel met het concept ontstond, staat echter bekend als een Turing-tarpit en verwijst naar het feit dat, hoewel elke zelfconsistente set symbolen kan worden verwerkt door een Turing-machine, het krijgen van een dergelijke machine om zinvolle antwoorden op te produceren opVragen zijn volledig gebaseerd op steeds complexere en meerlagige sets verwerkingsregels.}

Computerwetenschappen hebben al snel problemen ondervonden met hoe software en hardwaresystemen op basis van Turing Machine-principes kunnen vastlopen in betekenisloze berekeningen die bekend staan als programmalops.Logische beperkingen leidden tot aanpassingen op de principes van Turing Machine, zoals die van de kwantum- en probabilistische Turing -machines.Een probabilistische Turing -machine maakt gebruik van het idee dat meerdere banden tegelijkertijd in de machine worden uitgevoerd om verschillende resultaten in parallel te produceren, die vervolgens tegen elkaar worden gewogen op basis van de waarschijnlijkheid waarvan het resultaat waarschijnlijk nauwkeurig is.Dergelijke machines zouden conclusies trekken op een manier vergelijkbaar met hoe fuzzy logic -software werkt in geavanceerde besturingssystemen vanaf 2011.

Een kwantumcomputer op basis van het Turing Machine -principe zou een tape van oneindige lengte hebben met cellen van symbolen in een eeuwige onbepaalde toestandtot het lezen.Dit zou zorgen voor een vorm van parallelle verwerking die enorm superieur zou zijn aan gegevensproceszang procedures die in computers worden gebruikt vanaf 2011. Kwantumturing-machines bieden de mogelijkheid om meerdere waarden op te slaan in afzonderlijke geheugencellen totdat hij is toegankelijk, welke standaard logica-gebaseerde computers niet kunnen doen.