Wat is een Turing -machine?
Een Turing -machine is een filosofisch construct voor hoe een computer zou kunnen functioneren, uitgevonden in 1936 door Alan Turing, een beroemde Engelse wiskundige en logicus van de 20 th eeuw. De ideeën achter de Turing -machine vormen de basis voor alle moderne computersoftware en hardwaresystemen die vanaf 2011 bestaan, hoewel de werkelijke concepten die Turing creëerden nooit werden gebruikt om een echt apparaat te bouwen op dat moment en werden uitgevonden voordat digitale computers in een reële vorm bestonden. De principes waarop een Turing -machine -functies een set bedieningselementen bevatten voor invoer- en uitvoergegevens, de machine voor het verwerken van de gegevens in een of andere vorm, en een set vastgestelde regels voor hoe deze gegevens worden verwerkt door de machine.
De genie achter de ontdekking van de regels die een titel hebben, kan een goed afgewerkte mechanisch verwerkenssing. Dit zou resulteren in het creëren van mechanische apparaten die logische vragen voor complexe problemen kunnen worden gesteld en snel met onpartijdige antwoorden kunnen komen. De Turing -machine was in dit opzicht een voorloper van een computeralgoritme, een samengestelde lijst met computerinstructies waarop centrale verwerkingseenheden (CPU's) in computers vertrouwen om te functioneren als van 2011.
Het ontwerp voor de Turing-machine was simplistisch volgens de moderne computernormen van de 21 st eeuw, en de fysieke functie had onpraktisch over de implementatie ervan, maar de ideeën waarop het werd gebouwd hadden een solide basis. De machine bestond uit een tape of lint met ingedrukte symbolen erop, die door een kop kon worden gelezen terwijl de tape erover werd geleid. Naarmate de symbolen werden gelezen, zouden ze bepaalde toestanden in de machine oproepen, die de beweging van de tape zouden sturen en de uitvoerwaarden zouden beïnvloedengeproduceerd door de machine. De analoge naar moderne computersystemen van 2011 zou zijn dat de tape computersoftwarecode of algoritmen vertegenwoordigt, de lezer is de CPU en de uitvoer zou weergave- en transmissiesystemen zijn zoals monitoren, luidsprekers en printers, netwerkverkeer en meer.
De ideeën achter de Turing -machine werden gezien als een fundamentele functie van het uitvoeren van elke reeks berekeningen en konden ook worden vergeleken met hoe het menselijk brein werkt. Turing zichzelf en anderen van zijn tijd geloofden dat de Turing -machine kon worden aangepast om praktisch elk type denkbare berekening uit te voeren en te fungeren als een universele machine voor het oplossen van alle menselijke problemen. De kwestie die al snel met het concept ontstond, staat echter bekend als een turing tarpit en verwijst naar het feit dat, hoewel elke zelfconsistente set symbolen kan worden verwerkt door een Turing-machine, een dergelijke machine krijgt om een dergelijke machine te produceren op een zinvolle antwoorden op vragen op vragen die volledig afhankelijk zijn van steeds complexere en meer gelaagde setsvan verwerkingsregels.
Computerwetenschappen ondervonden al snel problemen met hoe software en hardwaresystemen op basis van Turing -machineprincipes vast kunnen komen te staan in betekenisloze berekeningen die bekend staan als programmalops. Logische beperkingen leidden tot aanpassingen op de principes van Turing Machine, zoals die van de kwantum- en probabilistische Turing -machines. Een probabilistische Turing -machine maakt gebruik van het idee dat meerdere banden tegelijkertijd in de machine worden uitgevoerd om verschillende resultaten in parallel te produceren, die vervolgens tegen elkaar worden gewogen op basis van de waarschijnlijkheid waarvan het resultaat waarschijnlijk nauwkeurig is. Dergelijke machines zouden conclusies trekken op een manier vergelijkbaar met hoe fuzzy logic -software werkt in geavanceerde besturingssystemen vanaf 2011.
Een kwantumcomputer op basis van het Turing Machine -principe zou een tape van oneindige lengte hebben met cellen van symbolen in een eeuwigdurende onbepaalde toestand totdat het wordt gelezen. Dit zou zorgen voor een vorm van parallelle verwerking die enorm superieur zou zijnGegevensverwerkingsprocedures die in computers worden gebruikt vanaf 2011. Kwantumturing-machines bieden de optie om meerdere waarden op te slaan in afzonderlijke geheugencellen totdat toegankelijk is, welke standaard logica-gebaseerde computers niet kunnen doen.