Vad är en Turing -maskin?

En Turing -maskin är en filosofisk konstruktion för hur en dator kan fungera, uppfann 1936 av Alan Turing, en berömd engelsk matematiker och logiker på 20 -talet.Idéerna bakom Turing -maskinen är grunden för alla moderna datorprogramvara och hårdvarusystem som finns från och med 2011, även om de faktiska koncepten som skapades aldrig användes för att bygga en verklig enhet vid den tiden och uppfanns innan digitala datorer fanns i någotVerklig form.De principer som en Turing -maskinfunktioner inkluderar en uppsättning kontroller för inmatnings- och utgångsdata, maskinen för behandling av data i någon form och en uppsättning fastställda regler för hur dessa data behandlas av maskinen. Genius bakomAlan Turings Discovery var att varje konsekvent grupp symboler som representerar meningsfull information, såsom matematiska symboler eller bokstäver som omfattar ett språk, kunde bearbetas mekaniskt av en maskin om de ges en korrekt uppsättning regler för deras bearbetning.Detta skulle resultera i skapandet av mekaniska enheter som kan ställas logiska frågor för komplexa problem och snabbt komma med opartiska svar.Turing -maskinen var en föregångare i detta avseende till en datoralgoritm, som är en sammanställd lista över datorinstruktioner som centrala bearbetningsenheter (CPU) i datorer förlitar sig på att fungera från och med 2011.

Designen för Turing -maskinen var förenklad avModerna datorstandarder för 21

St

-talet, och dess fysiska funktion hade oprakticaliteter när det gäller dess implementering, men de idéer som den byggdes hade en solid grund för.Maskinen bestod av ett tejp eller band med präglade symboler på den, som kunde läsas av ett huvud när bandet passerade över det.När symbolerna lästes skulle de åberopa vissa tillstånd i maskinen, som skulle styra tejpens rörelse och påverka utgångsvärdena som producerats av maskinen.Analogen till moderna datorsystem 2011 skulle vara att bandet representerar datorprogramvarukod eller algoritmer, läsaren är CPU, och utgången skulle vara display- och transmissionssystem som bildskärmar, högtalare och skrivare, nätverkstrafik och mer. Idéerna bakom Turing -maskinen sågs som en grundläggande funktion av att utföra alla serier av beräkningar och kunde också jämföras med hur den mänskliga hjärnan fungerar.Turing sig själv och andra på sin tid trodde att Turing -maskinen kunde anpassas för att utföra praktiskt taget alla typer av tänkbara beräkningar och fungera som en universell maskin för att lösa alla mänskliga problem.Frågan som snart uppstod med konceptet är emellertid känd som en Turing-tarpit och hänvisar till det faktum att även om någon självkonsistenta uppsättning symboler kan bearbetas av en Turing-maskin och få en sådan maskin att producera meningsfulla svar påFrågor förlitar sig helt på allt mer komplexa och flerskiktsuppsättningar av behandlingsregler.

Datavetenskap stötte snart på problem med hur programvaru- och hårdvarusystem baserade på Turing Machine-principer kan fastna i meningslösa beräkningar kända som programslingor.Logikbegränsningar ledde till anpassningar av Turing Machine -principer, till exempel de för kvantitets- och probabilistiska turingmaskiner.En probabilistisk Turing -maskin använder idén om att flera band som körs i maskinen samtidigt för att producera olika resultat i parallellt, som sedan vägs mot varandra baserat på sannolikheten vars resultat troligen är korrekt.Sådana maskiner skulle nå slutsatser på ett sätt som liknar hur fuzzy logikprogramvara fungerar i avancerade kontrollsystem från och med 2011.

En kvantdator baserad på Turing Machine -principen skulle ha ett band med oändlig längd med celler av symboler i ett evigt obestämt tillstånd baserat på Turing Machine -principentills läsning.Detta skulle ge en form av parallell bearbetning som skulle vara mycket överlägsen dataprocesserSångprocedurer som används i datorer från och med 2011. Quantum Turing Machines erbjuder möjligheten att lagra flera värden i enskilda celler i minnet tills de nås, vilket standard logiska baserade datorer inte kan göra.