Was ist eine Turing -Maschine?

Eine Turing -Maschine ist ein philosophisches Konstrukt für die Funktionsweise eines Computers, das 1936 von Alan Turing erfunden wird, ein berühmter englischer Mathematiker und Logiker des 20 ^th Jahrhunderts. Die Ideen hinter der Turing -Maschine sind die Grundlage für alle modernen Computersoftware- und Hardware -Systeme, die ab 2011 vorhanden sind. Die tatsächlichen Konzepte, die Turing erstellt hat, wurden jedoch nie verwendet, um ein tatsächliches Gerät zu diesem Zeitpunkt zu erstellen, und wurden erfunden, bevor digitale Computer in irgendeiner wirklichen Form existierten. Die Prinzipien, bei denen eine Turing -Maschinenfunktionen eine Reihe von Steuerelementen für Eingabe- und Ausgabedaten enthalten, die Maschine zur Verarbeitung der Daten in irgendeiner Form und eine Reihe von festgelegten Regeln für die Art und Weise, wie diese Daten von der Maschine verarbeitet werden. ProceSSING. Dies würde zur Erstellung mechanischer Geräte führen, deren logische Fragen für komplexe Probleme gestellt werden und schnell unvoreingenommene Antworten aufnehmen können. Die Turing -Maschine war in dieser Hinsicht ein Vorläufer eines Computeralgorithmus, bei dem es sich um eine kompilierte Liste von Computeranweisungen handelt, auf die sich die zentralen Verarbeitungseinheiten (CPUs) in Computern ab 2011 verlassen können.

Das Design für die Turing-Maschine war nach modernen Rechenstandards des 21 ^{standhunderts simpel, und seine physische Funktion hatte Unpraktika hinsichtlich seiner Implementierung, aber die Ideen, auf denen es gebaut wurde, hatten eine solide Grundlage. Die Maschine bestand aus einem Klebeband oder einer Band mit gedruckten Symbolen, die durch einen Kopf gelesen werden konnten, wenn das Klebeband darüber geleitet wurde. Als die Symbole gelesen wurden, würden sie bestimmte Zustände in der Maschine aufrufen, die die Bewegung des Bandes lenken und die Ausgangswerte beeinflussen würdenproduziert von der Maschine. Das Analog -zu moderne Computersysteme von 2011 wäre, dass das Band Computer -Softwarecode oder Algorithmen darstellt, der Leser die CPU und die Ausgabe würden Anzeige- und Übertragungssysteme wie Monitore, Lautsprecher und Drucker, Netzwerkverkehr und mehr.}

Die Ideen hinter der Turing -Maschine wurden als grundlegende Funktion der Ausführung einer Reihe von Berechnungen angesehen und konnten auch mit der Funktionsweise des menschlichen Gehirns verglichen werden. Turing selbst und andere seiner Zeit glaubte, dass die Turing -Maschine angepasst werden könnte, um praktisch jede Art von erdenklicher Berechnung durchzuführen und als universelle Maschine für die Lösung aller menschlichen Probleme zu fungieren. Das Problem, das bald mit dem Konzept auftrat, wird jedoch als Turing-Plane bezeichnet und bezieht sich daraufvon Verarbeitungsregeln.

Informatik trat bald auf Probleme mit, wie Software- und Hardwaresysteme auf der Grundlage von Turing -Maschinen -Prinzipien in bedeutungslosen Berechnungen festgefahren werden könnten, die als Programmschleifen bezeichnet werden. Logische Einschränkungen führten zu Anpassungen an Turing -Maschinenprinzipien wie den Quanten- und Wahrscheinlichkeitsmaschinen. Eine probabilistische Turing -Maschine verwendet die Idee, dass mehrere Bänder gleichzeitig in der Maschine ausgeführt werden, um unterschiedliche Ergebnisse parallel zu erzeugen, die dann auf der Grundlage der Wahrscheinlichkeit, welche Ergebnisse am wahrscheinlichsten genau sind, gegeneinander gewichtet werden. Solche Maschinen würden Schlussfolgerungen in ähnlicher Weise wie Fuzzy Logic Software in Advanced Control Systems ab 2011 erreichen.

Ein Quantencomputer basierend auf dem Turing -Maschine -Prinzip hätte ein Band mit unendlicher Länge mit Zellen von Symbolen in einem ewigen unbestimmten Zustand bis zum Lesen. Dies würde eine Form der parallelen Verarbeitung vorsehen, die weit überlegen wäreDatenverarbeitungsverfahren, die in Computern ab 2011 verwendet werden. Quantenturing-Maschinen bieten die Möglichkeit, mehrere Werte in einzelnen Speicherzellen zu speichern, bis sie zugegriffen werden.