Was für eine Maschine ist eine Turingmaschine?

Eine Turingmaschine ist eine abstrakte Maschine, ein abstraktes Rechenmodell. Die Turing-Maschine bewies die universelle Computertheorie und bestätigte die Möglichkeit der Computerimplementierung. Gleichzeitig gab sie die Hauptarchitektur vor, die ein Computer haben sollte. Die „Turing-Maschine“ ist jedoch nur ein imaginärer „Computer“. Der Hardware-Status steht im Mittelpunkt der Betrachtung.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 7-System, Dell G3-Computer.

Eine Turing-Maschine ist eine abstrakte Maschine, ein abstraktes Rechenmodell. Es hat ein unendlich langes Papierband, das in kleine Quadrate unterteilt ist, jedes Quadrat hat eine andere Farbe. Es gibt einen Maschinenkopf, der sich auf dem Papierband bewegt. Der Maschinenkopf verfügt über eine Reihe interner Zustände sowie einige feste Prozeduren. Zu jedem Zeitpunkt muss der Maschinenkopf ein Informationsquadrat vom aktuellen Papierband lesen, dann die Programmtabelle basierend auf seinem eigenen internen Status durchsuchen, die Informationen entsprechend dem Programm an das Papierbandquadrat ausgeben und seinen eigenen internen Status konvertieren , und dann Einen Zug machen.

Im Jahr 1936 schlug der britische Mathematiker Alan Matheson Turing (1912–1954) ein abstraktes Rechenmodell vor – eine Turingmaschine. Die Turing-Maschine, auch bekannt als Turing-Computer, abstrahiert den Prozess, bei dem Menschen Papier und Stift zur Durchführung mathematischer Operationen verwenden, und ersetzt den Menschen durch eine virtuelle Maschine zur Durchführung mathematischer Operationen.

Die universelle Turing-Maschine zeigt den Menschen einen solchen Prozess: Das Programm und seine Eingaben können zunächst auf dem Speicherband gespeichert werden, und die Turing-Maschine führt das Programm Schritt für Schritt aus, bis das Ergebnis vorliegt, und das Ergebnis wird ebenfalls auf dem Speicherband gespeichert Speicherband. Noch wichtiger ist, dass die Hauptkomponenten moderner Computer vage erkennbar sind, insbesondere die Hauptkomponenten von Neumanns Theorie.

Die Turing-Maschine bewies die universelle Computertheorie und bestätigte die Möglichkeit der Computerimplementierung. Gleichzeitig gab sie die Hauptarchitektur vor, die ein Computer haben sollte. Allerdings ist die „Turing-Maschine“ nur ein imaginärer „Computer“. Dabei wird der Hardwarestatus überhaupt nicht berücksichtigt, der Fokus liegt auf logischen Strukturen, wohingegen Computer bereits physisch vorhanden sind.

Die Bedeutung der Turing-Maschine

Turing schlug das Modell der Turing-Maschine vor, um nicht gleichzeitig das Design des Computers anzugeben. Seine Bedeutung ist wie folgt:

(1) Es beweist die Universal-Computing-Theorie und bestätigt Der Computer bietet die Möglichkeit der Implementierung und gibt auch die Hauptarchitektur an, die ein Computer haben sollte von Rechenmaschinen;

(3) Die Turing-Maschinenmodelltheorie ist die Kerntheorie der Computerdisziplin. Da die ultimative Rechenleistung eines Computers die Rechenleistung einer universellen Turing-Maschine ist, können viele Probleme in das einfache Modell umgewandelt werden der Turingmaschine zur Betrachtung.

Universal Turing Machine zeigt den Menschen einen solchen Prozess: Das Programm und seine Eingaben können zunächst auf dem Speicherband gespeichert werden, und die Turing Machine führt das Programm Schritt für Schritt aus, bis das Ergebnis vorliegt, und das Ergebnis wird ebenfalls im Speicher gespeichert Band. Noch wichtiger ist, dass die Hauptkomponenten moderner Computer vage erkennbar sind, insbesondere die Hauptkomponenten von Neumanns Theorie.

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