Ano ang isang Turing machine?

Ang isang Turing machine ay isang pilosopikal na konstruksyon para sa kung paano maaaring gumana ang isang computer, naimbento noong 1936 ni Alan Turing, isang sikat na matematika ng Ingles at logician ng ika -20 siglo.Ang mga ideya sa likod ng Turing Machine ay ang batayan para sa lahat ng mga modernong computer software at hardware system na umiiral noong 2011, kahit na ang aktwal na mga konsepto na nilikha ng Turing ay hindi kailanman ginamit upang bumuo ng isang aktwal na aparato sa oras, at naimbento bago ang mga digital na computer ay umiiral sa anumangtotoong anyo.Ang mga prinsipyo kung saan ang isang pag -andar ng Turing machine ay nagsasama ng isang hanay ng mga kontrol para sa data ng input at output, ang makina para sa pagproseso ng data sa ilang anyo, at isang hanay ng mga itinatag na mga patakaran para sa kung paano naproseso ang data na ito ng makina. Ang henyo sa likodAng Alan Turings Discovery ay ang anumang pare -pareho na pangkat ng mga simbolo na kumakatawan sa makabuluhang impormasyon, tulad ng mga simbolo ng matematika o mga titik na binubuo ng isang wika, ay maaaring maproseso nang mekanikal ng isang makina kung bibigyan ng isang tamang hanay ng mga patakaran para sa kanilang pagproseso.Ito ay magreresulta sa paglikha ng mga mekanikal na aparato na maaaring hilingin sa mga lohikal na katanungan para sa mga kumplikadong problema at mabilis na magkaroon ng mga walang pinapanigan na sagot.Ang Turing machine ay isang hudyat sa paggalang na ito sa isang algorithm ng computer, na kung saan ay isang pinagsama -samang listahan ng mga tagubilin sa computer na ang mga sentral na yunit ng pagproseso (CPU) sa mga computerAng mga pamantayan sa modernong araw ng computing ng 21

st

siglo, at ang pisikal na pag-andar nito ay may mga hindi praktikal tungkol sa pagpapatupad nito, ngunit ang mga ideya kung saan ito itinayo ay may isang matatag na pundasyon.Ang makina ay binubuo ng isang tape o laso na may mga naka -print na simbolo dito, na maaaring basahin ng isang ulo habang ang tape ay naipasa dito.Habang binabasa ang mga simbolo, hihilingin nila ang ilang mga estado sa makina, na magdidirekta sa paggalaw ng tape at makakaapekto sa mga halaga ng output na ginawa ng makina.Ang analog sa mga modernong computer system ng 2011 ay ang tape ay kumakatawan sa computer software code o algorithm, ang mambabasa ay ang CPU, at ang output ay magiging mga sistema ng paghahatid tulad ng mga monitor, speaker at printer, trapiko sa network, at marami pa.

Ang mga ideya sa likod ng Turing machine ay nakita bilang isang pangunahing pag -andar ng pagsasagawa ng anumang serye ng mga kalkulasyon at maaari ring ihambing sa kung paano gumagana ang utak ng tao.Si Turing mismo at ang iba pa sa kanyang panahon ay naniniwala na ang Turing machine ay maaaring maiakma upang maisagawa ang halos anumang uri ng maiisip na pagkalkula at kumilos bilang isang unibersal na makina para sa paglutas ng lahat ng mga problema sa tao.Ang isyu na sa lalong madaling panahon ay lumitaw sa konsepto, gayunpaman, ay kilala bilang isang Turing Tarpit, at tumutukoy sa katotohanan na, bagaman ang anumang mga pare-pareho na hanay ng mga simbolo ay maaaring maproseso ng isang makina ng Turing, pagkuha ng tulad ng isang makina upang makabuo ng mga makabuluhang sagot saAng mga tanong ay lubos na nakasalalay sa lalong kumplikado at multi-layered na mga hanay ng mga patakaran sa pagproseso.

^{Ang agham ng computer sa lalong madaling panahon ay nakatagpo ng mga problema sa kung paano ang mga sistema ng software at hardware batay sa mga prinsipyo ng Turing machine ay maaaring mabagsak sa walang kahulugan na mga kalkulasyon na kilala bilang mga loop ng programa.Ang mga limitasyon ng lohika ay humantong sa mga pagbagay sa mga prinsipyo ng Turing machine, tulad ng sa dami at probabilistic Turing machine.Ginagamit ng isang probabilistic na Turing machine ang ideya ng maraming mga teyp na pinapatakbo sa makina nang sabay -sabay upang makabuo ng iba't ibang mga resulta sa kahanay, na kung saan ay tinimbang laban sa bawat isa batay sa posibilidad na kung saan ang resulta ay malamang na tumpak.Ang nasabing mga makina ay maaabot ang mga konklusyon sa isang paraan na katulad ng kung paano ang malabo na logic software ay nagpapatakbo sa mga advanced na sistema ng kontrol tulad ng 2011.}

Ang isang computer na dami batay sa prinsipyo ng Turing Machine ay magkakaroon ng isang tape ng walang hanggan na haba na may mga cell ng mga simbolo sa isang walang hanggang estadohanggang sa basahin.Magbibigay ito para sa isang form ng kahanay na pagproseso na kung saan ay magiging higit na mataas kaysa sa mga proces ng datakumanta ng mga pamamaraan na ginamit sa mga computer tulad ng 2011. Nag-aalok ang Quantum Turing Machines ng pagpipilian ng pag-iimbak ng maraming mga halaga sa mga indibidwal na mga cell ng memorya hanggang sa ma-access, na hindi maaaring gawin ng mga karaniwang computer na batay sa lohika.