Come costruire una macchina di Turing

October 2

Come costruire una macchina di Turing


La macchina di Turing, disegnato nel 1937 dal genio britannico Alan Turing, è diventato una pietra angolare della scienza informatica. Ogni computer moderno si basa sulla creazione di Turing. Eppure macchina di Turing non è mai stato concepito per essere un dispositivo vero e proprio; si trattava di una creazione meramente concettuale, un esperimento mentale. Infatti, l'effettiva costruzione di una macchina reale Turing è impossibile perché richiede un nastro di lunghezza infinita. Che, tuttavia, non ha impedito alcune anime intraprendenti da cercare di costruire uno. Le implementazioni più fedeli sono probabilmente la macchina di Lego da Aarhus University e il design più classico creato da Mike Davey nel 2010.

istruzione

Macchina di Davey

1 Programmare una versione simulata del dispositivo. Programmazione di una versione ridotta all'osso l'originale vi permetterà di capire il potente semplicità del disegno originale. Simulazione di una Macchina di Turing è anche un saggio preliminare passo se il tuo obiettivo è quello di riuscire a costruire una macchina fisica reale. Si possono trovare codice di esempio in diversi linguaggi di programmazione on-line, in http://en.literateprograms.org/Turing_machine_simulator_(C) tra molti altri luoghi.

2 Montare l'impianto di perforazione del nastro. In teoria, una Macchina di Turing richiede una lunghezza infinita di nastro, ma ai fini pratici 1000 piedi o giù di lì farà. E 'importante che si può cancellare e riscrivere tutte le volte, se necessario, e quindi l'uso di nastro di carta è fuori questione. nastriforme Film, d'altra parte, è infinitamente riscrivibile fino a quando si usa un pennarello cancellabile. Posizionare un nastro bobina su ogni estremo della vostra base in legno e collegarli ai motori controllati dal computer programmati per mantenere il nastro teso come si muove avanti e indietro. Controllo di detti motori sarà gestita dal Parallax Propeller, o il microprocessore della vostra scelta.

3 Montare la lettura e scrittura testa. In attuazione di Davey, una telecamera lineare è stato utilizzato per leggere i simboli sul nastro mentre scivolavano oltre la testa / w r. Scrivendo sul nastro era un po 'più complicato. Un sistema di servi stato usato per manipolare un marcatore cancellabile con uno di loro sollevare e abbassare la penna e l'altra spostandolo sull'asse Y (movimento sull'asse X è stato simulato spostando il nastro invece di penna). Un meccanismo simile è stato usato per cancellare il nastro. Entrambi i meccanismi devono essere apposti al centro della vostra base in legno e sopra il nastro in esecuzione. Si noti che non c'è bisogno di scrivere l'attuale 1 e 0 di tutto in longhand: È possibile ottenere lo stesso effetto per trattamento di una singola macchia scura come un uno e un segmento di nastro vuota come uno zero.

4 Trasferire il programma di Turing per il microprocessore di scelta. Se avete seguito passo 1, la simulazione precoce della macchina di Turing può diventare il nucleo della realizzazione fisica, ma è necessario per ottenere il programma dal vostro PC e in qualcosa che è possibile collegare al meccanismo di lettura-scrittura. Poiché la logica effettiva del dispositivo è estremamente semplice, processore prevalentemente qualsiasi bassa capacità incorporato farà. Davey utilizzato un chip Parallax Propeller. Una volta che avete trasferito il programma al processore, collegarlo al PCB, allegarlo alla base in legno e filo per i servi ei sensori della macchina di Turing.