2011-09-09 21 views
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チューリングマシンとPDAについて勉強しているとき、私は最初のコンピューティングデバイスがチューリングマシンであると考えていました。チューリングマシンは実際のデバイスか想像上のコンセプトですか?

したがって、チューリングマシンと呼ばれる実用的なマシンが存在し、その状態は特殊なデバイス(フリップフロップなど)で表現でき、磁気テープの入力を受け入れることができると考えました。

したがって私は疑問をHow input string is represented in magnetic tapes?と尋ねました。しかし答えと私の本に書かれた細部によって、私はチューリングマシンが何か仮説的であることを知りました。

私の質問は、チューリングマシンを実際にどのように実装するのですか?たとえば、現在のプロセッサのスペルエラーをチェックするために使用されます。

チューリングマシンは古くなっていますか?それとも彼らはまだ使われていますか?

答えて

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チューリングマシンは、いくつかの理由で実際には使用されていません。まず、無限のテープを構築するために無限のリソースが必要なので、構築することは不可能です。さらに、チューリングマシンは、データアクセスのシーケンシャルな性質のため、他の計算モデルより本質的に遅いです。チューリングマシンは、例えば、スキップしたい配列のすべての要素を最初に歩かずに、配列の中央にジャンプすることはできません。さらに、チューリングマシンは設計が非常に難しいです。たとえば、32ビット整数のリストをソートするチューリングマシンを作成してみてください。

これは、なぜチューリングマシンを全く研究しないのですか?幸いにも、これを行う理由は非常に多い:

  1. 何が計算される可能性があるのか​​についての理由を論ずる。チューリングマシンは地球上のあらゆるコンピュータ(教会 - チューリング論文、物理的に実現可能なコンピューティングデバイスによる)をシミュレートすることができるので、チューリングマシンの計算限界を示すことができれば、実際のコンピュータ上で達成されることを期待することができます。

  2. アルゴリズムの定義を正式化すること。なぜ "答えを推測する"という文は、バイナリ検索はアルゴリズムではないのですか?この質問に答えるためには、コンピュータが何であるか、アルゴリズムが意味するものの正式なモデルを持っていなければなりません。チューリングマシンを計算モデルとすることで、アルゴリズムが何であるかを厳密に定義することができます。アルゴリズムをフォーマットに変換することは実際には望んでいませんが、アルゴリズムと計算理論の分野は数学的な根拠になります。

  3. 確定的アルゴリズムと非決定論的アルゴリズムの定義を正式化すること。おそらくコンピュータ科学における最大の未解決の問題は、P = NPかどうかの問題です。この質問は、PとNPの正式な定義がある場合にのみ意味があり、決定論的および非決定論的計算の場合は定義が必要です(技術的には2次論理を使用して定義できます)。チューリングマシンを使うことで、NPの重要な問題について話をすることができ、NP完全な問題を見つける方法を提供することができます。たとえば、SATがNP完全であるという証明は、SATを使用してチューリングマシンをエンコードし、入力上で実行するという事実を利用します。

希望します。

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これは実現不可能な概念的なデバイスです(無限のテープが必要なため)。チューリングマシンの物理的な実現を構築している人もいますが、物理的な制約のため、実際のチューリングマシンではありません。

はここに1つのビデオだ:http://www.youtube.com/watch?v=E3keLeMwfHY

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チューリングマシンは古くなっていますか?どのように現在の日付で使用されていますか? –

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彼らはすべての事例を一般化するために理論bczの "無限のテープ"と言っています。しかし、私たちは、私たちのケースの入力やスタックにどれくらいの時間がかかるかを知っていると思います。(少なくともおおよそ) –

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アルゴリズム計算のために作成された数学的概念です。彼らはちょうどアイデアなので、彼らは時代遅れになることはできません。計算の研究のための別のアイデアは、彼のラムダ計算とアロンゾ教会から来た。彼らは実際の機械ではなく、証明と研究に用いられる抽象概念である。 –

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それは理論的なマシンだ、ウィキペディア

から次の段落

チューリングマシンは、表に従って、テープのストリップ上のシンボルを操作する理論的なデバイスでありますルールのその単純さにもかかわらず、チューリングマシンは、任意のコンピュータアルゴリズムのロジックをシミュレートするために適合させることができ、特にコンピュータ内部のCPUの機能を説明するのに有用である。 はBLOCKQUOTE

非決定機(本当には存在しない)のような他のマシンと一緒にこのマシンは、計算複雑で非常に有用であり、1つのアルゴリズムは、別のより硬いまたは1つのアルゴリズムが解けるではないことを証明します.. .etc

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チューリングマシンはまったく物理マシンではなく、基本的に概念マシンです。チューリングの概念は仮説であり、これは現実世界で実装するのが非常に困難です。これは、無限のテープを必要とするため、小型で簡単なソリューションです。

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その答えは、以前の回答が逃したものを実際には貢献しません。 –

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