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Comment fonctionne une machine de Turing et son importance pour les ordinateurs Qu'est-ce qu'une machine de Turing ? Comment ça marche ? J'ai entendu dire que c'est essentiel aux ordinateurs ? Explique comme si j'avais cinq ans.
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Une machine de Turing est, avant tout, une façon de penser à la façon dont un ordinateur pourrait fonctionner. Les gens sont venus plus tard et ont construit de vraies machines qui fonctionnent comme des machines de Turing, mais quand Alan Turing a écrit à leur sujet, ils faisaient juste semblant. Imaginez que vous ayez une bande de papier - juste assez grande pour une rangée de lettres ou de chiffres - qui dure indéfiniment. Cette partie rend la construction d'un vrai difficile, juste là. Le papier est divisé en petits carrés , chacun pouvant contenir un symbole . Une machine de Turing peut utiliser n'importe quel symbole, mais l'une des choses que Turing a prouvées est qu'il n'en faut que deux : une machine à deux symboles peut faire tout ce qu'une machine avec un alphabet plus riche peut faire. Habituellement, nous utilisons 0 et 1 pour les symboles . La bande de papier passe dans une machine, et la machine peut faire l'une des trois choses suivantes : effacer le symbole et en écrire un autre, ou déplacer la bande vers la gauche, ou déplacer la bande vers la droite. C'est un papier solide qui peut être effacé maintes et maintes fois sans se déchirer ou le rendre difficile à lire - des difficultés plus pratiques (certains du monde réel utilisent des tableaux blancs). La partie importante est que la machine peut décider ce qu'elle fait à un moment donné selon qu'elle regarde un 0 ou un 1 . Cette capacité à décider est ce qui fait de la machine un ordinateur. Et ce que Turing a pu prouver, en utilisant beaucoup de mathématiques de haut niveau, c'est qu'un tel ordinateur est tout aussi puissant que n'importe quel autre ordinateur. Personne n'a encore imaginé un moyen de fabriquer un ordinateur plus puissant qu'une machine de Turing. Une machine de Turing serait un moyen très peu pratique de construire un véritable ordinateur, car cela prendrait beaucoup d'espace et de temps et déplacer du papier, effacer et écrire dessus est beaucoup plus lent que de faire les choses électroniquement. Mais le fait est qu'une machine de Turing peut - éventuellement - faire tout ce que n'importe quel autre ordinateur peut faire. Dans une simple machine de Turing, les règles pour quand faire quoi font partie de la conception de la machine – si vous voulez un ensemble de règles différent, vous construisez une nouvelle machine. Mais Turing a également montré qu'il était possible de créer une machine de Turing universelle, qui pourrait agir comme n'importe quelle autre machine de Turing selon les besoins, en utilisant une partie de la bande pour stocker des instructions indiquant à la machine quoi faire sur l'autre partie de la bande. C'est la machine universelle de Turing, ou UTM, qui est la norme de puissance pour les environnements informatiques modernes. L'idée de stocker le programme en mémoire avec les données est à la base de l'architecture von Neumann, que tous les ordinateurs modernes utilisent. Quoi qu'il en soit, comme je l'ai dit, Turing a montré qu'une machine de Turing peut faire tout ce que n'importe quel ordinateur peut faire à ce jour. Ainsi, lorsque nous disons qu'un langage de programmation, ou tout autre type de système automatisable, est « Turing complet », cela signifie qu'il est également aussi puissant que n'importe quel autre ordinateur. Il a été récemment montré , par exemple , que [ Conway 's Game of Life ] ( URL_0 ) est Turing complet , ce qui est plutôt cool pour quelque chose d' aussi simple et d' aussi puissant .