チューリングマシンとは

チューリングマシンは、コンピュータがどのように機能するかについての哲学的な構造であり、1936年に20世紀の有名な英国の数学者および論理学者であるアランチューリングによって発明されました。 チューリングマシンの背後にあるアイデアは、2011年時点で存在するすべての最新のコンピューターソフトウェアおよびハードウェアシステムの基礎となりますが、チューリングが作成した実際の概念は、当時の実際のデバイスの構築には使用されず、デジタルコンピューターが存在する前に発明されました実際の形。 チューリングマシンが機能する原則には、入出力データのコントロールセット、何らかの形式でデータを処理するマシン、およびこのデータがマシンで処理される方法に関する確立されたルールセットが含まれます。

アランチューリングの発見の背後にある天才は、数学記号や言語を構成する文字など、意味のある情報を表す記号の一貫したグループは、処理のための適切なルールセットが与えられると、機械によって機械的に処理できることでした。 これにより、複雑な問題について論理的な質問をすることができ、すぐに公平な答えを出すことができる機械装置が作成されます。 チューリングマシンは、この点でコンピューターアルゴリズムの先駆者でした。コンピューターアルゴリズムは、コンピューターの中央処理装置（CPU）が2011年時点で機能するために依存するコンピューター命令のコンパイル済みリストです。

チューリングマシンの設計は21世紀の現代のコンピューティング標準によって単純化されており、その物理的な機能は実装に関して実用的ではありませんでしたが、その基礎となったアイデアは確固たる基盤を持っていました。 機械は、刻印されたシンボルが記されたテープまたはリボンで構成されており、テープがその上を通過するときにヘッドで読み取ることができました。 シンボルが読み取られると、マシンの特定の状態が呼び出され、テープの動きが指示され、マシンによって生成される出力値に影響します。 2011年の現代のコンピューターシステムとの類似点は、テープがコンピューターソフトウェアコードまたはアルゴリズムを表し、リーダーがCPUであり、出力がモニター、スピーカー、プリンター、ネットワークトラフィックなどのディスプレイおよび伝送システムになることです。

チューリングマシンの背後にあるアイデアは、一連の計算を実行する基本的な機能と見なされ、人間の脳の仕組みと比較することもできます。 チューリング自身と当時の人々は、チューリングマシンは、あらゆる種類の想像可能な計算を実際に実行し、すべての人間の問題を解決する普遍的なマシンとして機能するように適応できると考えていました。 ただし、この概念ですぐに発生した問題はチューリングターピットと呼ばれ、チューリングマシンで自己矛盾のないシンボルセットを処理できますが、そのようなマシンに意味のある答えを生成させることを指します。質問は、ますます複雑で多層化された一連の処理ルールに完全に依存しています。

コンピューターサイエンスでは、プログラムループと呼ばれる意味のない計算で、チューリングマシンの原理に基づいたソフトウェアおよびハードウェアシステムがどのように動かなくなるかという問題にすぐに直面しました。 論理的な制限により、量子チューリングマシンや確率的チューリングマシンの原理など、チューリングマシンの原理が適応されました。 確率的チューリングマシンは、複数のテープを同時に実行して異なる結果を並行して生成するという考えを利用し、結果が最も正確である可能性に基づいて相互に重み付けします。 このようなマシンは、2011年時点で高度な制御システムでファジーロジックソフトウェアがどのように動作するかに似た方法で結論に達します。

チューリングマシンの原理に基づいた量子コンピューターは、読み取りまで永久に未決定の状態にあるシンボルのセルを持つ無限の長さのテープを持ちます。 これにより、2011年時点でコンピューターで使用されているデータ処理手順よりもはるかに優れた形式の並列処理が可能になります。行う。