Vitajte na [www.pocitac.win] Pripojiť k domovskej stránke Obľúbené stránky
1. Nadácia počítačovej architektúry a teórie:
* Von Neumann Architecture: Turingov stroj s oddelením údajov a programových pokynov priamo inšpiroval architektúru von Neumann, ktorá je základom takmer všetkých počítačov dnes. Architektúra von Neumann je vybavená jediným adresným priestorom pre pokyny (program) a dáta, čo umožňuje počítaču načítať a vykonávať rôzne programy. Toto je priama realizácia schopnosti Turing Machine čítať a interpretovať pokyny z pásky (pamäť).
* univerzálnosť a všeobecné výpočty: Koncept univerzálneho Turinga (UTM) je rozhodujúci. UTM je Turingov stroj, ktorý dokáže simulovať akýkoľvek iný Turingový stroj vzhľadom na opis tohto stroja a jeho vstup. To dokazuje, že jediný, dostatočne výkonný počítač môže vykonať akýkoľvek výpočet, ktorý je teoreticky možný. Toto je samotná podstata počítača s všeobecným účtom-nie je navrhnutý pre konkrétnu úlohu, ale môže byť naprogramovaný na vykonávanie akejkoľvek úlohy.
* Teoretické limity výpočtu: Turingov stroj nám pomáha pochopiť limity toho, čo je výpočtovo možné. Existencia problémov, ktoré sú „nerozhodnuteľné“ Turingovým strojom (napríklad problém s zastavením), znamená, že existujú prirodzené obmedzenia toho, čo môžu počítače urobiť, bez ohľadu na to, ako silné sú. To nám pomáha zamerať naše úsilie na riešenie problémov a rozvíjať stratégie na prácu v prípade potreby neopodstatnenosť.
2. Programovacie jazyky a vývoj softvéru:
* Formálna teória jazyka: Model Turing Machine je priamo spojený s formálnou teóriou jazykov, ktorá je základom pre kompilátorov, tlmočníkov a ďalších nástrojov používaných na vytváranie programovacích jazykov. Hierarchia Chomského (spájajúce pravidelné jazyky, jazyky bez kontextov, kontextové jazyky a rekurzívne vymeniteľné jazyky) je vnútorne spojené s rôznymi typmi automatov, pričom Turingov stroj predstavuje najsilnejšiu triedu.
* Dizajn algoritmu: Model vykonávania krok za krokom Turingovcov ovplyvnil spôsob, akým myslíme na algoritmy. Navrhovanie algoritmu často zahŕňa rozdelenie zložitej úlohy do sekvencie menších, dobre definovaných krokov, podobne ako prechody stavu Turinga stroja a operácie pásky.
* abstrakcia: Moderné programovacie jazyky poskytujú vysokú úroveň abstrakcie a skrývajú detaily hardvéru na nízkej úrovni. Základom týchto abstrakcií je však základnou koncepciou, že akýkoľvek program napísaný v jazyku na vysokej úrovni sa musí v konečnom dôsledku preložiť do postupnosti strojových pokynov, ktoré môže vykonať procesor počítača, ktorý je v podstate fyzickou implementáciou princípov Turinga.
3. Dátové štruktúry a algoritmy:
* sekvenčný prístup: Páska Turingovej stroja poskytuje model pre zariadenia na ukladanie sekvenčného prístupu, ako sú magnetické pásky, ktoré sa vo veľkej miere používali v skorých počítačoch. Aj keď moderné počítače používajú predovšetkým pamäť s náhodným prístupom (RAM), koncept sekvenčného prístupu je v niektorých oblastiach stále relevantný, napríklad streamovanie dát a archívne úložisko.
* Správa pamäte: Turingov stroj manipuluje symboly na jeho páske. To možno považovať za skorá konceptualizácia správy pamäte. Zatiaľ čo správa modernej pamäte je omnoho sofistikovanejšia, zostáva základný princíp prideľovania a obchodovania s pamäťovými miestami.
4. Teória zložitosti:
* Čas a zložitosť priestoru: Turingov stroj poskytuje teoretický rámec na analýzu časovej a priestorovej zložitosti algoritmov. Počítaním počtu krokov, ktoré Turing stroj podniká na vyriešenie problému a množstva pásky, ktorú používa, môžeme odhadnúť výpočtové zdroje požadované algoritmom bez ohľadu na konkrétny hardvér, na ktorom je spustený. To je rozhodujúce pre navrhovanie efektívnych algoritmov a porozumenie obmedzeniam výpočtovej sily.
* P vs. NP Problém: Turingov stroj je nevyhnutný pre formuláciu slávneho problému P vs. NP. Tento problém sa zaoberá tým, či problémy, ktorých riešenia možno rýchlo * overiť * (NP), sa dajú rýchlo * vyriešiť * (p). Definícia „rýchlo“ je spojená s pojmom polynomiálnej časovej výpočtu na Turingovom stroji.
v súhrne:
Turingov stroj nie je fyzickým komponentom * vo vnútri * moderný počítač. Namiesto toho je to teoretický model že:
* Poskytuje koncepčný základ pre to, ako sú počítače navrhnuté a ako fungujú.
* Vedie vývoj programovacích jazykov a softvéru .
* Umožňuje nám analyzovať účinnosť algoritmov.
* Pomáha nám pochopiť limity výpočtu .
Bez Turingovho stroja by vývoj moderných počítačov, programovacích jazykov a oblasti informatiky ako celku radikálne odlišoval, pravdepodobne oveľa menej sofistikovaný a potenciálne dokonca nemožný. Je to základný kameň nášho chápania výpočtu.