O mașină Turing este o construcție filozofică a modului în care ar putea funcționa un computer, inventată în 1936 de Alan Turing, un celebru matematician și logician englez al secolului al XX-lea. Ideile din spatele mașinii Turing stau la baza tuturor sistemelor software și hardware moderne care există din 20, deși conceptele reale create de Turing nu au fost niciodată folosite pentru a construi un dispozitiv real la acea vreme și au fost inventate înainte ca computerele digitale să existe în orice moment. formă reală. Principiile pe baza cărora funcționează o mașină Turing includ un set de comenzi pentru datele de intrare și de ieșire, mașina pentru procesarea datelor într-o anumită formă și un set de reguli stabilite pentru modul în care aceste date sunt procesate de către mașină.
Geniul din spatele descoperirii lui Alan Turing a fost că orice grup consistent de simboluri care reprezintă informații semnificative, cum ar fi simboluri matematice sau litere care cuprind un limbaj, ar putea fi procesat mecanic de o mașină dacă i se acordă un set adecvat de reguli pentru procesarea lor. Acest lucru ar avea ca rezultat crearea de dispozitive mecanice care ar putea fi adresate întrebări logice pentru probleme complexe și ar putea veni rapid cu răspunsuri imparțiale. Mașina Turing a fost un precursor în acest sens al unui algoritm de computer, care este o listă compilată de instrucțiuni de computer pe care se bazează unitățile centrale de procesare (CPU) din computere pentru a funcționa începând cu 2011.
Designul mașinii Turing a fost simplist conform standardelor de calcul moderne ale secolului 21, iar funcția sa fizică avea imposibilități în ceea ce privește implementarea sa, dar ideile pe care a fost construită aveau o bază solidă. Aparatul era format dintr-o bandă sau o panglică cu simboluri imprimate pe ea, care putea fi citită de un cap pe măsură ce banda era trecută peste ea. Pe măsură ce simbolurile erau citite, acestea invocau anumite stări în mașină, care ar dirija mișcarea benzii și ar afecta valorile de ieșire produse de mașină. Analog cu sistemele computerizate moderne din 2011 ar fi că banda reprezintă codul software de calculator sau algoritmi, cititorul este CPU, iar ieșirea ar fi sisteme de afișare și transmisie, cum ar fi monitoare, difuzoare și imprimante, trafic de rețea și multe altele.
Ideile din spatele mașinii Turing au fost văzute ca o funcție fundamentală a efectuării oricărei serii de calcule și ar putea fi, de asemenea, comparate cu modul în care funcționează creierul uman. Turing însuși și alții din zilele sale credeau că mașina Turing ar putea fi adaptată pentru a efectua practic orice tip de calcul imaginabil și să acționeze ca o mașină universală pentru rezolvarea tuturor problemelor umane. Problema care a apărut în curând cu conceptul, totuși, este cunoscută sub numele de prelată Turing și se referă la faptul că, deși orice set auto-consecvent de simboluri poate fi procesat de o mașină Turing, obținerea unei astfel de mașini să producă răspunsuri semnificative la întrebările se bazează în întregime pe seturi din ce în ce mai complexe și mai multe straturi de reguli de procesare.
Informatica a intampinat in curand probleme legate de modul in care sistemele software si hardware bazate pe principiile masinii Turing se pot bloca in calcule fara sens cunoscute sub numele de bucle de program. Limitările logice au condus la adaptări ale principiilor mașinii Turing, cum ar fi cea a mașinilor Turing cuantice și probabilistice. O mașină Turing probabilistică utilizează ideea că mai multe benzi sunt rulate în mașină simultan pentru a produce rezultate diferite în paralel, care sunt apoi ponderate unul față de celălalt pe baza probabilității a cărui rezultat este cel mai probabil exact. Astfel de mașini ar ajunge la concluzii într-un mod similar cu modul în care funcționează software-ul cu logică neclară în sistemele de control avansate începând cu 2011.
Un computer cuantic bazat pe principiul mașinii Turing ar avea o bandă de lungime infinită cu celule de simboluri într-o stare perpetuă nedeterminată până la citire. Acest lucru ar asigura o formă de procesare paralelă care ar fi cu mult superioară procedurilor de procesare a datelor utilizate în computere începând cu 2011. Mașinile Quantum Turing oferă opțiunea de stocare a mai multor valori în celule individuale de memorie până la accesare, ceea ce computerele standard bazate pe logică nu pot. do.