La machine de Turing bien connue est basée sur une structure mathématique solide et autonome avec des qualités pour résoudre des opérations mathématiques grâce à une utilisation algorithmique. Bien que cette définition soit très complexe, la réalité est qu’elle ne l’est pas.
En termes simples, cette machine est un appareil fabriqué en 1936 pour calculer à l’infini des données informatiques. Sans aucun doute, son élaboration marque un événement clé dans l’ histoire de l’informatique . En fait, on peut considérer que grâce à cette machine les ordinateurs que nous connaissons existent aujourd’hui.
En termes simples, la machine de Turing n’est pas compliquée. Au contraire, l’un de ses attributs les plus importants est précisément sa performance facile. Il utilise simplement des représentations symboliques sur une bande qui suit différents processus. Cependant, ce n’est pas parce que c’est simple que c’est inutile. C’est tout le contraire.
Une machine de Turing accepte toutes sortes de codes algorithmiques provenant de divers ordinateurs. En ce sens, il simule sans problème la logique du comportement informatique.
Cette machine doit son nom à son inventeur Alan Turing d’origine anglaise. Ce personnage s’est démarqué au cours de sa vie dans différents domaines. Il excellait principalement en tant que génie de la logique. En fait, d’après ce qui précède, la machine s’appelait initialement une «machine informatique logique».
La machine de Turing représente l’une des contributions les plus pertinentes de toute l’histoire de l’informatique.
Histoire de la création de la machine de Turing
Au XIXe siècle, les mathématiques avaient gagné en pertinence dans de nombreux domaines. Cependant, cela n’avait toujours pas été officialisé. La plupart des experts en la matière ont travaillé dur dans le but d’établir ce domaine d’étude.
Il s’agissait d’implanter une hypothèse sur un groupe de symboles et de méthodes dont la réalisation serait en charge d’une machine.
Alan Turing a dévoilé son initiative sur la machine de Turing en 1936 . Cela s’est produit exactement dans la présentation de sa recherche “Sur les nombres calculables, avec une application au problème d’Entscheidungsproblem” . La publication, de la même année, analysait l’approche de David Hilbert par rapport à la décidabilité des mathématiques.
En d’autres termes, l’approche consistait à confirmer l’existence d’une procédure fixe applicable à toute réponse mathématique et que cela, à son tour, confirme si ledit résultat est vrai ou non. Sur la base de ce qui précède, Alan Turing a conçu la machine de Turing, confirmant que certaines machines peuvent résoudre divers algorithmes.
Jusqu’à présent, Turing a laissé un héritage important. Bien que son travail ne soit pas axé sur la représentation physique, sa pertinence pour la conception informatique moderne ne peut être niée. A tous ceux-là, quand on observe le comportement d’un ordinateur, on est face à une machine de Turing.
Comment est composée la machine de Turing ?
Une machine de Turing a un nombre illimité de bandes séparées en sections de gestion qui fonctionnent comme un périphérique de stockage. De plus, il possède une tête qui lit et écrit des codes sur la bande. D’autre part, cette même pièce est chargée de déplacer la bande d’un espace à l’autre.
Il comprend également un enregistrement de contrôle d’état et une table réduite des processus. Cette dernière est également connue sous le nom de table d’action. Comme nous l’avons mentionné précédemment, la machine de Turing fonctionne automatiquement . Par conséquent, pour déchiffrer différents types d’algorithmes, il est régi par la hiérarchie de Chomsky.
- Ruban : Ce ruban est séparé en sections et chacune est positionnée en fonction de l’autre. Toutes les cellules ont des symboles d’une amorce limitée. L’amorce, à son tour, a un symbole particulier appelé “B”. De plus, il comprend d’autres symboles supplémentaires. La bande s’étend dans les deux sens (gauche ou droite) autant que nécessaire pour votre travail.
- Tête – Cette partie de la machine de Turing lit et génère des codes sur la bande. De plus, il est chargé de déplacer la bande dans la direction correspondante. Selon le modèle de tête, il peut bouger. Si c’est le cas, la bande est fixée.
- Enregistrement d’état – Comme son nom l’indique, vous devez enregistrer l’état de l’appliance. Cela fait référence à un état limité. De plus, il existe un état inaugural particulier avec lequel le registre commence à fonctionner. Alan Turing déclare que chacun des états remplace “l’état mental” lorsqu’un individu exécute une certaine opération mathématique.
- Table d’instructions – Fondamentalement, il prend en charge toutes les invites de la machine de Turing. C’est-à-dire qu’il indique ce que l’appareil doit exécuter à un moment donné. Par exemple, déplacez la tête, écrivez un symbole ou supprimez-le, entre autres.
Comment fonctionne la machine de Turing ?
Une machine de Turing effectue trois tâches essentielles une fois la tête placée sur la bande. Cet appareil lit le symbole situé dans une cellule donnée, change la valeur du symbole situé dans une cellule, ou déplace la bande vers la droite ou vers la gauche pour déchiffrer et remplacer la cellule voisine.
De plus, chacune des valeurs peut avoir une tâche liée. C’est-à-dire que si, par exemple, le symbole lu correspond au chiffre 1, la machine de Turing écrit 0 et déplace la bande vers la droite. Cependant, si le symbole lu est 0, la machine écrit le chiffre 1.
Cette tâche effectuée par la machine de Turing est appelée inversion. Ceci alors, les valeurs binaires ont une participation. Ainsi, une machine de Turing est programmée pour effectuer des tâches spécifiques, qui déchiffrent des algorithmes très complexes. L’objet central de cet appareil est les nombres qui sont calculés par des opérations mathématiques.
A quoi sert la machine de Turing ?
En fait, la machine de Turing a eu une myriade d’utilisations tout au long de son histoire. Et, pas pour moins, c’est une invention révolutionnaire qui a changé la façon de voir et d’interpréter les mathématiques. Auparavant, il était utilisé comme générateur de langage , par exemple.
Cependant, il existe de nombreuses applications dont il est possible de parler à ce stade. Certains des plus importants sont les suivants :
- Théorie du calcul – Cette théorie fait partie de l’étude de l’informatique et des mathématiques. Son objectif principal est l’analyse des qualités essentielles et des limites des ordinateurs. En particulier, cette théorie essaie de trouver des procédures mathématiques qui admettent la possibilité de calculer et de classer une opération selon son niveau de complexité.
- Oracle Machine : Il s’agit d’un type de machine de Turing qui possède un oracle qui répond aux questions liées à une symbologie numérique spécifique.
Quels sont les types de machines de Turing qui existent ?
Il existe plusieurs types de machines de Turing. Chacun d’entre eux est né dans le but de simplifier la réalisation de problèmes algorithmiques. Les cinq types sont décrits ci-dessous :
- Machine de Turing avec directive Stay – Cette machine a une bande illimitée qui se déplace dans une direction. Habituellement, la bande se déplace vers la droite. La mobilité vers la gauche est désactivée.
- Machine de Turing bidirectionnelle – Si une machine de Turing a un nombre illimité de bandes, elle peut fonctionner comme une machine bidirectionnelle, mais avec deux pistes. Dans ce cas, les informations sont localisées en fonction de la disposition des bandes, le cas échéant.
- Multitape Turing Machine – Comme son nom l’indique, il possède plusieurs bandes. Sa particularité est que chacun d’eux a sa propre tête. Par conséquent, chacune de ces pièces fonctionne de manière autonome. En revanche, il n’est pas nécessaire qu’ils se déplacent dans le même sens ou simultanément.
- Machine de Turing multidimensionnelle : Dans ce cas, la bande de la machine a plusieurs dimensions. C’est-à-dire une bande à deux dimensions qui se déplace vers la droite, la gauche, le haut et le bas. Selon l’état de la machine et l’algorithme à décrypter, l’état est modifié.
- Machine de Turing non déterministe : Il est possible de simuler une machine déterministe avec une machine non déterministe et inversement. Dans le cas du déterministe, il est basé sur celui qui, pour le symbole de la bande et l’état actuel, consiste en un nombre limité de nombres à choisir.
Quels sont les avantages de la machine de Turing ?
L’un des avantages les plus importants de ce type de machine, par rapport aux autres, est que son langage est assez étendu. D’autre part, l’algorithme peut être autorisé ou refusé sans avoir à le relire complètement. Les opérations sont calculées de toute façon lorsqu’il s’agit d’une machine de Turing. De plus, son encodage est décidable .
Ces machines listent ou énumèrent la langue. D’autre part, l’autonomie dont ils disposent n’est comparable à aucune autre. Ce dernier lui permet de sauter entre différents états. Il n’est pas nécessaire de résumer les équations logiques, car la mémoire est assez grande.