Cómo construir una máquina de Turing

La máquina de Turing, diseñada en 1937 por el genio británico Alan Turing, se convirtió en una piedra angular de la ciencia informática. Cada computadora moderna se basa en la creación de Turing. Sin embargo, la máquina de Turing nunca fue destinado a ser un dispositivo real; que era una creación meramente conceptual, un experimento mental. De hecho, la construcción real de una máquina de Turing real es imposible porque llama para una cinta de longitud infinita. Eso, sin embargo, no ha impedido que algunas almas emprendedoras de tratar de construir uno. Las implementaciones más fieles son probablemente la máquina de Lego de la Universidad de Aarhus, y el diseño más clásico creado por Mike Davey en 2010.

Instrucciones

Máquina de Davey

1 Programar una versión simulada del dispositivo. Programación de una versión básica del original le permitirá comprender la sencillez de gran alcance del diseño original. Simulación de una máquina de Turing es también un paso preliminar sabia si su objetivo es construir finalmente una máquina física real. Puede encontrar el código de ejemplo en varios lenguajes de programación en línea, en http://en.literateprograms.org/Turing_machine_simulator_(C) entre muchos otros lugares.

2 Montar la plataforma de la cinta. En teoría, una máquina de Turing requiere una longitud infinita de la cinta, pero a efectos prácticos 1000 pies o así lo hará. Es importante que se puede borrar y volver a escribir tantas veces como sea necesario, y por lo tanto el uso de cinta de papel está fuera de la cuestión. cinta de guía de la película, por el contrario, es infinitamente regrabable, siempre y cuando se utiliza un marcador de borrado en seco. Coloque un carrete de cinta en cada extremo de su base de madera y conectarlos con motores controlados por ordenador programado para mantener la cinta tensa mientras se mueve hacia atrás y adelante. El control de dichos motores será manejado por el paralaje de la hélice, o el microprocesador de su elección.

3 Montar la lectura y escritura de la cabeza. En aplicación de Davey, se utilizó una cámara de exploración de línea para leer los símbolos en la cinta mientras se deslizaban por el cabezal r / w. Al escribir sobre la cinta era un poco más complicado. Se utilizó un sistema de servos para manipular un marcador borrable con uno de ellos levantar y bajar la pluma y el otro se mueve en el eje Y (movimiento en el eje X se simuló moviendo la cinta en lugar de la pluma). Un mecanismo similar se utilizó para el borrado de la cinta. Ambos mecanismos Deberá colocarse en el centro de su base de madera y por encima de la cinta de correr. Tenga en cuenta que usted no tiene que escribir el real de 1 y 0 del todo en escritura a mano: Se puede conseguir el mismo efecto mediante el tratamiento de un único punto oscuro como un uno y un segmento en blanco de la cinta como un cero.

4 Transferir el programa de Turing a su microprocesador de elección. Si ha seguido el paso 1, la simulación temprana de la máquina de Turing puede convertirse en el núcleo de la implementación física, pero se necesita para obtener el programa de su PC y en algo que se puede conectar al mecanismo de lectura-escritura. Debido a la lógica real del dispositivo es muy sencillo, sobre todo procesador embebido cualquier baja capacidad va a hacer. Davey utiliza un chip Propeller de Parallax. Una vez que haya transferido el programa para el procesador, conectarlo a la placa PCB, adjuntarlo a su base de madera y alambre a los servos y los sensores de la máquina de Turing.