Mesin Turing yang terkenal didasarkan pada struktur matematika yang solid dan mandiri dengan kualitas untuk menyelesaikan operasi matematika melalui penggunaan algoritmik. Meskipun definisi ini sangat rumit, kenyataannya tidak demikian.
Sederhananya, mesin ini merupakan perangkat yang diproduksi pada tahun 1936 untuk menghitung data komputer tanpa batas. Tidak diragukan lagi, perkembangannya menandai peristiwa penting dalam sejarah komputasi . Faktanya, kita dapat menganggap bahwa berkat mesin inilah komputer yang kita kenal ada saat ini.
Sederhananya, mesin Turing tidaklah rumit. Sebaliknya, salah satu atribut terpentingnya adalah kinerjanya yang mudah. Ini hanya menggunakan representasi simbolik pada rekaman yang mengikuti proses berbeda. Namun, hanya karena sederhana bukan berarti tidak ada gunanya. Justru sebaliknya.
Mesin Turing menerima semua jenis kode algoritmik dari berbagai komputer. Dalam hal ini, ia dengan mulus mensimulasikan logika perilaku komputer.
Mesin ini mendapatkan namanya dari penemunya Alan Turing yang berasal dari Inggris. Karakter ini menonjol selama hidupnya di berbagai bidang. Dia unggul terutama sebagai seorang jenius yang logis. Faktanya, dari penjelasan di atas, mesin tersebut awalnya disebut sebagai “mesin komputasi logis”.
Mesin Turing mewakili salah satu kontribusi paling relevan dalam sejarah komputasi.
Sejarah penciptaan mesin Turing
Pada abad ke-19, matematika telah memperoleh relevansi di banyak bidang. Namun, hal ini masih belum diumumkan secara resmi. Sebagian besar ahli mata pelajaran telah bekerja keras untuk mendirikan bidang studi ini.
Itu adalah pertanyaan tentang penerapan hipotesis pada sekelompok simbol dan metode yang realisasinya akan dikendalikan oleh sebuah mesin.
Alan Turing mengungkapkan inisiatif mesin Turingnya pada tahun 1936 . Hal ini terjadi persis dalam presentasi penelitiannya “Tentang bilangan yang dapat dihitung, dengan penerapan pada masalah Entscheidung” . Publikasinya, dari tahun yang sama, menganalisis pendekatan David Hilbert terhadap kemampuan menentukan matematika.
Dengan kata lain, pendekatannya adalah untuk mengonfirmasi keberadaan prosedur tetap yang dapat diterapkan pada jawaban matematis apa pun dan hal ini, pada gilirannya, mengonfirmasi apakah hasil tersebut benar atau tidak. Berdasarkan hal di atas, Alan Turing merancang mesin Turing, membenarkan bahwa beberapa mesin dapat menyelesaikan berbagai algoritma.
Hingga saat ini, Turing telah meninggalkan warisan penting. Meski karyanya tidak terfokus pada representasi fisik, relevansinya dengan desain komputer modern tidak dapat disangkal. Selain itu, ketika kita mengamati perilaku komputer, kita dihadapkan pada mesin Turing.
Bagaimana mesin Turing dibuat?
Mesin Turing memiliki jumlah kaset yang tidak terbatas yang dipisahkan menjadi beberapa bagian manajemen yang berfungsi sebagai perangkat penyimpanan. Selain itu, ia memiliki kepala yang membaca dan menulis kode ke rekaman itu. Di sisi lain, bagian yang sama ini bertanggung jawab untuk memindahkan kaset dari satu ruang ke ruang lainnya.
Ini juga mencakup catatan pemeriksaan kesehatan dan tabel proses yang dikurangi. Yang terakhir ini juga dikenal sebagai tabel tindakan. Seperti yang kami sebutkan sebelumnya, mesin Turing bekerja secara otomatis . Oleh karena itu, untuk menguraikan berbagai jenis algoritma, diatur oleh hierarki Chomsky.
- Pita : Pita ini dipisahkan menjadi beberapa bagian dan masing-masing diposisikan menurut yang lain. Semua sel memiliki simbol primer terbatas. Primer, pada gilirannya, memiliki simbol tertentu yang disebut “B”. Selain itu, ini mencakup simbol tambahan lainnya. Pita perekat memanjang ke salah satu arah (kiri atau kanan) sesuai kebutuhan pekerjaan Anda.
- Head – Bagian mesin Turing ini membaca dan menghasilkan kode pada kaset. Selain itu, ia bertanggung jawab untuk memindahkan rekaman itu ke arah yang sesuai. Tergantung pada model kepalanya, kepala dapat bergerak. Jika demikian, pitanya sudah diperbaiki.
- Menyimpan Status – Seperti namanya, Anda perlu menyimpan status peralatan. Hal ini merujuk pada keadaan yang terbatas. Selain itu, ada keadaan pengukuhan tertentu dimana register mulai bekerja. Alan Turing menyatakan bahwa masing-masing keadaan menggantikan “keadaan mental” ketika seseorang melakukan operasi matematika tertentu.
- Tabel Instruksi – Pada dasarnya ini menangani semua perintah mesin Turing. Artinya, ini menunjukkan perangkat apa yang harus dijalankan pada waktu tertentu. Misalnya menggerakkan kepala, menulis simbol atau menghapusnya, antara lain.
Bagaimana cara kerja mesin Turing?
Mesin Turing melakukan tiga tugas penting setelah kepala ditempatkan pada pita. Perangkat ini membaca simbol yang terletak di sel tertentu, mengubah nilai simbol yang terletak di sel, atau menggerakkan strip ke kanan atau kiri untuk menguraikan dan mengganti sel tetangga.
Selain itu, setiap nilai dapat memiliki tugas terkait. Artinya, jika, misalnya, simbol yang dibaca sesuai dengan angka 1, mesin Turing menulis 0 dan memindahkan strip ke kanan. Namun jika simbol yang dibaca adalah 0, maka mesin akan menulis angka 1.
Tugas yang dilakukan oleh mesin Turing ini disebut inversi. Maka, nilai-nilai biner mempunyai andil. Jadi, mesin Turing diprogram untuk melakukan tugas-tugas tertentu, yang menguraikan algoritma yang sangat kompleks. Objek utama perangkat ini adalah angka-angka yang dihitung dengan operasi matematika.
Untuk apa mesin Turing digunakan?
Faktanya, mesin Turing memiliki banyak sekali kegunaan sepanjang sejarahnya. Dan yang paling penting, ini adalah penemuan revolusioner yang mengubah cara kita memandang dan menafsirkan matematika. Sebelumnya digunakan sebagai generator bahasa , misalnya.
Namun, ada banyak penerapan yang bisa dibahas saat ini. Beberapa yang paling penting adalah:
- Teori Komputasi – Teori ini merupakan bagian dari kajian ilmu komputer dan matematika. Tujuan utamanya adalah analisis kualitas dan batasan penting komputer. Secara khusus, teori ini mencoba menemukan prosedur matematika yang memungkinkan penghitungan dan pengklasifikasian suatu operasi menurut tingkat kerumitannya.
- Mesin Oracle : Ini adalah jenis mesin Turing yang memiliki oracle yang menjawab pertanyaan terkait simbologi numerik tertentu.
Jenis mesin Turing apa yang ada?
Ada beberapa jenis mesin Turing. Masing-masing lahir dengan tujuan untuk menyederhanakan realisasi permasalahan algoritmik. Kelima jenis tersebut dijelaskan di bawah ini:
- Mesin Turing dengan Stay Directive – Mesin ini memiliki pita tak terbatas yang bergerak dalam satu arah. Biasanya bandnya bergerak ke kanan. Mobilitas ke kiri dinonaktifkan.
- Mesin Turing Dua Arah – Jika mesin Turing memiliki jumlah kaset yang tidak terbatas, mesin tersebut dapat beroperasi seperti mesin dua arah, tetapi dengan dua track. Dalam hal ini, informasi ditempatkan berdasarkan tata letak pita, jika berlaku.
- Mesin Turing Multitape – Seperti namanya, mesin ini memiliki banyak kaset. Keunikannya adalah masing-masing memiliki kepalanya sendiri. Oleh karena itu, masing-masing bagian ini bekerja secara mandiri. Di sisi lain, mereka tidak harus bergerak ke arah yang sama atau bersamaan.
- Mesin Turing Multidimensi : Dalam hal ini strip mesin memiliki beberapa dimensi. Artinya, pita dua dimensi yang bergerak ke kanan, kiri, atas, dan bawah. Bergantung pada keadaan mesin dan algoritma yang akan didekripsi, keadaan tersebut dimodifikasi.
- Mesin Turing Non-deterministik : Mesin deterministik dapat disimulasikan dengan mesin non-deterministik dan sebaliknya. Dalam kasus deterministik, ini didasarkan pada simbol strip dan keadaan saat ini, terdiri dari sejumlah angka yang dapat dipilih.
Apa kelebihan mesin Turing?
Salah satu keunggulan terpenting mesin jenis ini dibandingkan mesin lain adalah bahasanya yang cukup luas. Di sisi lain, algoritme dapat diotorisasi atau ditolak tanpa harus membacanya ulang sepenuhnya. Operasi tetap dihitung ketika berhadapan dengan mesin Turing. Selain itu, pengkodeannya dapat ditentukan .
Mesin-mesin ini mencantumkan atau menghitung bahasa. Di sisi lain, otonomi yang mereka miliki tidak sebanding dengan yang lain. Yang terakhir ini memungkinkannya untuk berpindah antar negara bagian. Tidak perlu meringkas persamaan logika, karena memorinya cukup besar.