Turing Makinesinin birincil hesaplama modeli olarak benimsenmesinin tarihsel nedenleri.


44

Anladığım kadarıyla Turing'in modelinin hesaplamayı tarif ederken "standart" olduğu ortaya çıktı. Bunun neden böyle olduğunu bilmek ilgimi çekiyor - yani, TM modeli neden diğer teorik olarak eşdeğer (benim bilgime göre) modellerden daha yaygın bir şekilde kullanıldı, örneğin Kleene's Rec-Recursion veya Lambda Calculus (anlıyorum) eski olan daha sonra görünmüyordu ve ikincisi aslında özellikle bir hesaplama modeli olarak tasarlanmadı, ama alternatiflerin baştan beri var olduğunu gösteriyor.

Tek düşünebildiğim, TM modelinin sahip olduğumuz bilgisayarları alternatiflerinden daha yakından temsil etmesi. Tek sebep bu mu?


1
aynı konu üzerinde doğrudan değil iken, sorular cstheory.stackexchange.com/questions/625/... ve cstheory.stackexchange.com/questions/1117/... TM'lerin arasındaki ilişkiyi araştırmak -calculus ve bazı tarihi var elementler. λ
Suresh Venkat

Evet, onları gördüm. Çeşitli kuramların gerçek anlamını oldukça iyi anlıyorum, fakat zamanla, şu anki “tercihlere” yol açan gelişmelerle ilgileniyorum.
Evan,

2
Aslında, gerçek bilgisayarlara (tartışmalı) daha yakın modeller var, bu soruya bakın . Genellikle en iyi model ihtiyaçlara bağlıdır ve bir bölgeden diğerine farklıdır.
Kaveh

Yanıtlar:


46

Bu, (bazı alanlarda) bilgisayar bilimleri bağlamında doğru gibi görünüyor, ancak genel olarak değil.

Bunun bir nedeni Kilise Tezi ile ilgili. Asıl sebep, Godel gibi bazı uzmanların önceki / diğer hesaplama modellerinin sezgisel hesaplama kavramını tam olarak yakaladıkları argümanlarının ikna edici olduğunu düşünmemesiydi. Kilisenin bazı argümanları vardı ancak Godel'i ikna etmediler. Öte yandan, Turing'in analizi Godel için inandırıcıydı, bu yüzden etkili bir hesaplama için model olarak kabul edildi . Farklı modeller arasındaki denklik daha sonra kanıtlanmıştır (Kleene tarafından düşünüyorum).

λμ

μλ. Ayrıca Viggo Stoltenberg-Hansen ve John V. Tucker I , II .

Daha fazla okumak için bazı kaynaklar:

Robert I. Soare'nin , bu gelişmelerin tarihi hakkında bir çok makalesi var, kişisel olarak Hesaplanabilirlik Teorisi El Kitabı'ndaki makaleyi seviyorum. bu yazıda referansları kontrol ederek daha fazlasını bulabilirsiniz.

Bir başka kaynak Neil Immerman en olduğunu computability SEP üzerinde makale, ayrıca bkz Church-Turing Tezi B. Jack Copeland tarafından yazı.

Godel'in topladığı eserler onun görüşleri hakkında birçok bilgi içermektedir . Özel olarak makaleleri tanıtımları son derece iyi yazılmış.

Kleene'nin " Metamathematics "'i çok güzel bir kitap.

Son olarak, hala memnun değilseniz, FOM posta listesinin arşivlerini kontrol edin ve arşivde bir cevap bulamazsanız, posta listesine bir e-posta gönderin.


Bir sorunum olursa lütfen bana bildirin.
Kaveh

1
Vay, bu harika bir bilgi. Kaynaklar için teşekkürler. Onları kontrol edeceğim (Metamathematics okumayı planlıyorum - sıraya koyarım).
Evan

Bir şey değil, umarım yanlış anlamadım. :)
Kaveh

Orada bir son konuşma INI Robert Soare tarafından. Anladığım kadarıyla Turing modeline geçmenin temel nedeni ve özyinelemeli fonksiyonlardan ve özyineleme teorisinden hesaplanabilirlik şöyledir: özyinme teorisinde kimsenin neler olup bittiğini anlamadığı noktaya kadar anlamak ve çalışmak zordur. birkaçı, hesaplanabilirlikteki değişim alanı anlamayı ve canlandırmayı çok kolaylaştırdı.
Kaveh

19

TM’lerin temel hesaplama modeli olduğu iddiasını zayıflatmak veya en azından sorunun başka bir boyutuna işaret etmek istiyorum. Açıkçası, bilgisayar bilimlerinin karmaşıklığı ve algoritmik yönelimli bölümlerinde TM baskın, ancak programlama dili teorisi ve pratiğinde, özellikle baskın değillerdir. Bunun çeşitli nedenleri olabilir, ancak belki de en önemlisi, TM'ler üzerinde çalışan TM'lerin veya programların (örneğin lambda-calculi veya process-calculi'nin aksine) cebirsel bir şekilde oluşturulmamış olmasıdır. Bu, programlama dili teorisinin temelini oluşturan tip teorilerini geliştirmeyi zorlaştırmaktadır.


2
Ayrıca, TM programları aka geçiş tabloları gerçekten insanca okunabilir değildir.
Raphael,

13

Turing makineleri hakkındaki güzel şeylerden biri, doğal sayılar veya lambda terimleri yerine dizgiler üzerinde çalışmasıdır, çünkü birçok sorunun girişi ve çıktısı doğal olarak dizge olarak formüle edilebilir. Yine de, bunun “tarihsel” bir sebep olarak sayılıp sayılmadığını bilmiyorum.


13

Turing makinelerinin ikna edici bir kalem ve kâğıt hesaplama modeli (“sezgisel hesaplama kavramı”) olmasının yanı sıra, özellikle onlar hakkında teoremleri ispatlarken genellikle yararlı olan bir dizi özelliğe sahip olduklarını düşünüyorum:

  • resmi olarak tanımlamaları kolaydır ve basit bir işlemsel anlambilimine sahiptir;
  • zaman ve mekan karmaşıklığının somut bir tanımını yapmak kolaydır;
  • rastgele erişim makineleri gibi elektronik bilgisayarların daha gerçekçi (ve karmaşık) modelleri, polinom ek yükü olan TM'ler tarafından simüle edilebilir ve bunun tersi de geçerlidir.

Bazen açıklamaların yapılması, TM'lerin kullanışlılığını engelliyor gibi görünmektedir, çünkü açıklamalar eğer dikkatli olmazsanız, basitçe İngilizce açıklamalara hızlı bir şekilde dönüşebilir (en azından, eğer dikkatli olmazsam ... Kuşkusuz acemiyim).
Evan

Sebepleriniz, örneğin kayıt makinelerini kapsamaz.
Raphael,

Bu, göz önünde bulundurduğunuz “kayıt makinesi” nin nosyonuna bağlıdır. Örneğin, yalnızca artış, azalma ve atlama işlemlerine sahip olanlar, polinom zamanında TM'leri simüle edemezler.
Antonio E. Porreca

1
λλ

PL tarafındayım ama saf lambda-hesabı, aritmetik hesaplamanın açık bir modeli değil (önceki işlevi düşünün). Lambda-matematiğinde tanımda daha az şey vardır, ancak tanımın anlamlarını anlamak için daha fazla çaba harcarsınız.
Blaisorblade

0

Etkisi olan ilk kişi oldu ve bu nedenle, özellikle karmaşıklık teorisinde kurulmuştur. Bu zayıf bir sebep, ancak insanlar bu şekilde çalışıyor. Önce yenilerini ilan etmek yerine eski açık problemler üzerinde çalışıyoruz.


8
“İlk önce yenilerini ilan etmek yerine eski açık problemler üzerinde çalışıyoruz.” Bence, bir şey varsa, bunun tersi doğrudur, özellikle eski soruların çok zor olduğu bir alanda. Örneğin devre karmaşıklığında çalışan nispeten az insan var (belki de şimdi daha fazla olacak!). İnsanların yayınlamak için çözebilecekleri problemler üzerinde çalışmak zorundadır; bu, yeni bildirilen çözülebilir problemlerin sabit bir akışını oluşturur.
Aaron Sterling,

Oradaki ifadelerimde biraz acelem vardı. Bunların çoğu zaman, yeni bir tane oluşturmaktan (ve temel özelliklerini ispatlamaktan) oluşan bir modele bağlı kaldıklarını hissediyorum. Bu his belli ki kapalı olabilir. Özellikle, ilk etapta modelleri avlayan insanlar var elbette.
Raphael,

Eh, lambda hesabı önce geldi. Ancak Turing, Turing makinelerinin hesaplamalar yapan insanların temellerini doğru bir şekilde modellediğini gösterdi; bu sadece denklik kanıtlandığında lambda hesabı için yapıldı. Dahası, bu eşdeğerlik yalnızca birinci dereceden hesaplama için geçerlidir: cstheory.stackexchange.com/q/1117/989 - daha yüksek dereceli veriler kağıt üzerinde gerçekten mevcut değil. Bilgisayarın anılarında bile yok, ancak mükemmel şekilde benzetilebilir.
Blaisorblade
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.