チューリングマシンとは何ですか？

チューリングマシンは、1936年に20世紀の有名な英国の数学者であり論理学者であるアランチューリングによって発明されたコンピューターがどのように機能するかについての哲学的構成要素です。チューリングマシンの背後にあるアイデアは、2011年の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ですが、チューリングが作成した実際の概念は、当時実際のデバイスを構築するために使用されず、デジタルコンピューターが実際の形で存在する前に発明されました。チューリングマシンが機能する原則には、入力および出力データのコントロールのセット、何らかの形でデータを処理するためのマシン、およびこのデータがマシンによってどのように処理されるかについての一連のルールが含まれます。彼らのプロセスのためにssing。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、偏りのない回答をすぐに考え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前駆体であり、コンピューターの中央処理ユニット（CPU）が2011年の時点で機能するように依存しているコンピューター命令のコンパイルされたリストです。

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チューリングマシンの設計は、21 ^st 世紀の現代のコンピューティング基準によって単純化されており、その物理的機能にはその実装に関して非実用性がありましたが、それが構築されたアイデアには強固な基礎がありました。マシンは、刻印されたシンボルが付いたテープまたはリボンで構成されていました。これは、テープが渡されたときに頭が読むことができます。シンボルが読まれたとき、それらはマシン内の特定の状態を呼び出し、テープの動きを指示し、出力値に影響しますマシンによって生成されます。 2011年の最新のコンピューターシステムへのアナログは、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すこと、リーダーがCPUであり、出力はモニター、スピーカーとプリンター、ネットワークトラフィックなどのディスプレイおよび送信システムであることです。

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ており、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彼の当時の他の人は、チューリングマシンが実質的にあらゆるタイプの想像できる計算を実行し、すべての人間の問題を解決するための普遍的なマシンとして機能するように適合させることができると信じていました。しかし、この概念ですぐに生じた問題はチューリングのターピットとして知られており、シンボルの自己整合性のセットはチューリングマシンによって処理できるが、そのようなマシンを取得して質問に対する意味のある回答を得ることは、ますます複雑で多層セットに完全に依存しているという事実を指します処理ルールの。

コンピューターサイエンスは、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則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揺するかについて、すぐに問題に直面しました。論理の制限は、量子および確率的チューリングマシンのようなチューリングマシンの原則に適応することにつながりました。確率的なチューリングマシンは、複数のテープがマシンで同時に実行されるという考えを利用して、異なる結果を並行して生成し、その結果が正確である可能性が最も高い確率に基づいて互いに重み付けされます。このようなマシンは、2011年現在、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と同様の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、読み取られるまで永久に決定された状態に記号のセルを持つ無限の長さのテープを持つでしょう。これは、より非常に優れている並列処理の形式を提供しますコンピューターで使用されるデータ処理手順2011年。量子チューリングマシンは、アクセスするまでメモリの個々のセルに複数の値を保存するオプションを提供します。