Πώς να κατασκευάσει μια μηχανή Turing

Ο Turing Machine , σχεδιάστηκε το 1937 από τον Βρετανό ιδιοφυΐα Alan Turing , έγινε ο ακρογωνιαίος λίθος της υπολογιστικής επιστήμης . Κάθε σύγχρονο υπολογιστή βασίζεται στη δημιουργία του Τούρινγκ . Ωστόσο μηχανή του Turing ποτέ δεν ήταν γραφτό να γίνει μια πραγματική συσκευή ? Ήταν απλώς εννοιολογική δημιουργία , ένα πείραμα σκέψης . Στην πραγματικότητα , η πραγματική κατασκευή μιας πραγματικής μηχανής Turing είναι αδύνατη, διότι απαιτεί μια ταινία απείρου μήκους . Αυτό , ωστόσο , δεν έχει εμποδίσει ορισμένες επιχειρηματική ψυχές από το να προσπαθούν να χτίσει ένα. Οι πιο πιστοί εφαρμογές είναι ίσως η μηχανή Lego από το Πανεπιστήμιο του Aarhus , και το πιο κλασικό σχέδιο που δημιουργήθηκε από Mike Davey το 2010 . Τα πράγματα που θα χρειαστείτε
Υπολογιστών
C compiler
ρολό 1000 - πόδι του ηγέτη της ταινίας ταινία
Dry δείκτη διαγράψει
Eraser
Tape καρούλια
Ξύλινο κάμερα βάσης
σάρωσης
Servo κινητήρες
PCB
μικροεπεξεργαστή ( δηλαδή Parallax Propeller )
υποδοχή USB ή EPROM συγγραφέας
Η Εμφάνιση Περισσότερες οδηγίες
Machine Ντέιβι
Η 1

Προγραμματίστε μια προσομοίωση εκδοχή της συσκευής . Προγραμματισμός γυμνά-οστά έκδοση του πρωτοτύπου θα σας επιτρέψει να κατανοήσουν την ισχυρή απλότητα του αρχικού σχεδιασμού . Προσομοίωση μιας μηχανής Turing είναι επίσης μια σοφή προκαταρκτικά βήμα , αν ο στόχος σας είναι να οικοδομήσουμε τελικά μια πραγματική φυσική μηχανή . Μπορείτε να βρείτε δείγμα κώδικα σε διάφορες γλώσσες προγραμματισμού σε απευθείας σύνδεση , σε http://en.literateprograms.org/Turing_machine_simulator_ ( C ) ανάμεσα σε πολλά άλλα μέρη . 2

Συγκεντρώστε την εξέδρα ταινία . Θεωρητικά , μια μηχανή Turing απαιτεί μια άπειρη διάρκεια της ταινίας , αλλά για πρακτικούς λόγους 1000 πόδια ή έτσι θα το κάνει . Είναι σημαντικό ότι μπορείτε να σβήσετε και να ξαναγράψετε όσες φορές χρειάζεται , και, συνεπώς, η χρήση της ταινίας χαρτιού είναι έξω από το θέμα . Ηγέτης Κινηματογράφου ταινία , από την άλλη πλευρά , είναι απείρως επανεγγράψιμο εφ 'όσον μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα ξηρό δείκτη διαγράψει . Θέση ένα καρούλι ταινία σε κάθε ακραία ξύλινη βάση σας και να συνδέσετε τον υπολογιστή που ελέγχεται κινητήρες προγραμματιστεί να κρατήσει την ταινία τεντωμένο καθώς κινείται εμπρός και πίσω . Ο έλεγχος των εν λόγω κινητήρες θα πρέπει να γίνεται από την Parallax Propeller , ή τον μικροεπεξεργαστή της επιλογής σας .
Εικόνων 3

Συναρμολογήστε το διαβάζουν και να γράφουν το κεφάλι . Σε εφαρμογή Ντέιβι , μια φωτογραφική μηχανή γραμμή σάρωσης χρησιμοποιήθηκε για να διαβάσετε τα σύμβολα της ταινίας , καθώς γλίστρησε πέρα από το r /w κεφάλι. Γράφοντας στην ταινία ήταν λίγο πιο περίπλοκη . Ένα σύστημα servos χρησιμοποιήθηκε για να χειριστούν απαλείψιμη δείκτη με έναν από αυτούς ανύψωση και χαμήλωμα του στυλό και το άλλο να κινείται στον άξονα Υ ( κίνηση στον άξονα Χ προσομοιώθηκε με μετακίνηση της ταινίας αντί της πένας ) . Ένας παρόμοιος μηχανισμός είχε χρησιμοποιηθεί για τη διαγραφή της ταινίας . Και οι δύο μηχανισμοί πρέπει να τοποθετείται στη μέση του ξύλινη βάση και πάνω από το τρέξιμο της ταινίας . Σημειώστε ότι δεν έχετε να γράψετε την πραγματική 1 και 0 , όλα σε χειρόγραφος : . Μπορείτε να επιτύχετε το ίδιο αποτέλεσμα με την αντιμετώπιση ενός σκοτεινό σημείο ως ένα και ένα κενό τμήμα της ταινίας ως μηδέν
Η 4

Μεταφέρετε το πρόγραμμα Turing στον μικροεπεξεργαστή της επιλογής σας . Αν έχετε ακολουθήσει Βήμα 1 , πρώιμη προσομοίωση της μηχανής Turing σας μπορεί να γίνει ο πυρήνας της φυσικής υλοποίησης , αλλά θα πρέπει να πάρετε το πρόγραμμα από τον υπολογιστή σας και σε κάτι που μπορείτε να συνδεθείτε με το μηχανισμό ανάγνωσης-εγγραφής . Επειδή η πραγματική λογική της συσκευής είναι εξαιρετικά απλή , ως επί το πλείστον οποιαδήποτε χαμηλής χωρητικότητας ενσωματωμένο επεξεργαστή θα κάνει. Davey χρησιμοποίησε ένα τσιπ Parallax Propeller . Μόλις έχετε μεταφέρει το πρόγραμμα στον επεξεργαστή , να συνδεθεί με το PCB , να το επισυνάψετε σε ξύλινη βάση και σύρμα να τα servos και αισθητήρες της μηχανής Turing σας.
Η
εικόνων