什么是图灵机器(Turing Machine)？

图灵机器是一种关于计算机如何运作的哲学构想，由20世纪英国著名数学家和逻辑学家艾伦·图灵于1936年发明。图灵机器背后的思想是截至2011年存在的所有现代计算机软硬件系统的基础，尽管图灵创造了实际的概念它在当时从未...

图灵机器是一种关于计算机如何运作的哲学构想，由20世纪英国著名数学家和逻辑学家艾伦·图灵于1936年发明。图灵机器背后的思想是截至2011年存在的所有现代计算机软硬件系统的基础，尽管图灵创造了实际的概念它在当时从未被用于制造实际的设备，并且是在数字计算机以任何形式存在之前发明的。图灵机的工作原理包括一组用于输入和输出数据的控制装置，用于以某种形式处理数据的机器，以及一套关于机器如何处理这些数据的既定规则。艾伦·图灵在1936年发明了图灵机器。阿兰·图灵的发现背后的天才在于，代表有意义信息的任何一致的符号组，如构成语言的数学符号或字母，如果给机器一套适当的处理规则，它可以被机器机械地加工。这将导致机械装置的产生，这些装置可以被问到复杂问题的逻辑问题，并迅速得出无偏的答案。图灵机器是计算机算法的先驱，图灵机是计算机中央处理单元（CPU）截至2011年的运行所依赖的计算机指令的汇编列表。图灵机的设计在21世纪的现代计算标准下过于简单化，其物理功能在实现方面并不实用，但是它所建立的思想有一个坚实的基础。这台机器由一个带着印记符号的带子或带子组成，当磁带通过它时，它可以被一个脑袋读出。当符号被读取时，它们将调用机器中的某些状态，这些状态将引导磁带的运动并影响机器产生的输出值。2011年现代计算机系统的模拟结果是磁带代表计算机软件代码或算法，读卡器是CPU，输出将显示和传输系统，如监视器、扬声器和打印机、网络流量，此外，图灵机器背后的思想被视为执行任何一系列计算的基本功能，也可以与人脑的工作方式相比较。图灵本人和他那个时代的其他人相信图灵机器可以适应于执行几乎任何类型的可想象的计算，并充当解决所有人类问题的通用机器。然而，这个概念很快出现的问题被称为图灵塔皮图（Turing-tarpit），它指的是，尽管任何自洽的符号集都可以被图灵机器处理，让这样一台机器产生有意义的问题答案完全依赖于日益复杂和多层的处理规则集。计算机科学很快就遇到了这样的问题：基于图灵机原理的软硬件系统如何会陷入被称为程序循环的无意义计算中逻辑上的局限性导致了对图灵机原理的适应，如量子图灵机和概率图灵机。概率图灵机利用多个磁带同时在机器中运行的思想，并行地产生不同的结果，然后根据概率相互加权这些机器得出的结论与2011年先进控制系统中模糊逻辑软件的运行方式相似基于图灵机原理的量子计算机将有一个无限长的磁带，其中的符号单元在读取之前一直处于不确定的状态。这将提供一种并行处理形式，它将大大优于2011年计算机中使用的数据处理程序。量子图灵机提供将多个值存储在单个内存单元中直到被访问的选项，这是基于逻辑的计算机无法做到的

发表于 2020-08-06 17:15
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分类：电脑网络

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