Hvad er en Turing -maskine?
En Turing -maskine er en filosofisk konstruktion til, hvordan en computer kan fungere, opfundet i 1936 af Alan Turing, en berømt engelsk matematiker og logiker i det 20 th århundrede. Ideerne bag Turing -maskinen er grundlaget for alle moderne computersoftware og hardware -systemer, der findes fra 2011, skønt de faktiske koncepter, som Turing oprettede, aldrig blev brugt til at opbygge en faktisk enhed på det tidspunkt, og blev opfundet, før digitale computere eksisterede i enhver reel form. The principles upon which a Turing machine functions include a set of controls for input and output data, the machine for processing the data in some form, and a set of established rules for how this data is processed by the machine.
The genius behind Alan Turing's discovery was that any consistent group of symbols representing meaningful information, such as mathematical symbols or letters comprising a language, could be processed mechanically by a machine if given a proper set of Regler for deres proceduressing. Dette ville resultere i oprettelse af mekaniske enheder, der kunne stilles logiske spørgsmål til komplekse problemer og hurtigt komme med uvildige svar. Turing -maskinen var en forløber i denne henseende til en computeralgoritme, som er en samlet liste over computerinstruktioner, som centrale behandlingsenheder (CPU'er) på computere er afhængige af at fungere fra 2011.
Designet til Turing-maskinen var forenklet efter moderne computerstandarder for de 21 st århundrede, og dens fysiske funktion havde upraktiske om dens implementering, men de ideer, som den blev bygget, havde et solidt fundament. Maskinen bestod af et bånd eller bånd med prægede symboler på den, som kunne læses af et hoved, da båndet blev ført over det. Da symbolerne blev læst, ville de påkalde visse tilstande i maskinen, som ville dirigere båndets bevægelse og påvirke outputværdierneproduceret af maskinen. Den analoge til moderne computersystemer fra 2011 ville være, at båndet repræsenterer computersoftwarekode eller algoritmer, læseren er CPU'en, og output ville være visning og transmissionssystemer såsom skærme, højttalere og printere, netværkstrafik og mere.
Ideerne bag Turing -maskinen blev set som en grundlæggende funktion af at udføre enhver række beregninger og kunne også sammenlignes med, hvordan den menneskelige hjerne fungerer. Turing selv og andre på sin dag troede, at Turing -maskinen kunne tilpasses til at udføre praktisk talt enhver form for tænkelig beregning og fungere som en universel maskine til at løse alle menneskelige problemer. Det spørgsmål, der snart opstod med konceptet, er imidlertid kendt som en Turing Tarpit, og henviser til det faktum, at selv om ethvert selvkonsistente sæt symboler kan behandles af en Turing-maskine, er det at få en sådan maskine til at producere meningsfulde svar på spørgsmål helt på stadig mere komplekse og flerlags sætaf behandlingsregler.
Computer Science stødte snart på problemer med, hvordan software- og hardwaresystemer baseret på Turing Machine -principper kunne blive forkælet i meningsløse beregninger kendt som programsløjfer. Logiske begrænsninger førte til tilpasninger af Turing Machine -principper, såsom det for kvante- og probabilistiske Turing -maskiner. En probabilistisk Turing -maskine bruger ideen om, at flere bånd køres i maskinen samtidig for at give forskellige resultater parallelt, som derefter vægtes mod hinanden baseret på sandsynligheden for, hvilket resultat er sandsynligvis nøjagtigt. Sådanne maskiner ville nå ud til konklusioner på en måde, der ligner, hvordan fuzzy logisk software fungerer i avancerede kontrolsystemer fra 2011.
En kvantecomputer, der er baseret på Turing Machine -princippet, ville have et bånd af uendelig længde med celler af symboler i en evigvarende ubestemt tilstand, indtil den blev læst. Dette ville give mulighed for en form for parallel behandling, som ville være meget bedre endDatabehandlingsprocedurer, der bruges i computere fra 2011. Kvanteturing-maskiner tilbyder muligheden for at opbevare flere værdier i individuelle hukommelsesceller, indtil de er tilgængelige, hvilke standard logikbaserede computere ikke kan gøre.