Μηχανή Turing: στις απαρχές της επιστήμης των υπολογιστών και της κρυπτογράφησης

Η μηχανή Turing έγινε μια μεγαλοπρεπή εφεύρεση,η οποία ξεκίνησε την εποχή της τεχνολογίας των πληροφοριών και προέβλεψε την αρχιτεκτονική των σύγχρονων συστημάτων πληροφορικής. Επιφανείς Βρετανοί μαθηματικός Alan Turing και analytics σε λιγότερο από είκοσι τέσσερα χρόνια κατάφεραν να κατασκευάσουν ψυχικά μια αφηρημένη μηχανισμό για την αντιμετώπιση ενός από τα θεμελιώδη προβλήματα των μαθηματικών, που διατύπωσε το περίφημο γερμανικό καθηγητής David Hilbert στο Διεθνές Μαθηματικών συνέδριο που πραγματοποιήθηκε το 1900 στο Παρίσι.

Η μηχανή Turing όχι μόνο έγινε σαφής απάντηση στοένα συγκεκριμένο υπολογιστικό πρόβλημα, αλλά και η θεωρητική βάση των αλγορίθμων και της επιστημονικής βάσης του προγραμματισμού. Επιπλέον, η ίδια η αρχή της επίλυσης σύνθετων μαθηματικών προβλημάτων με τη μέθοδο της κατασκευής διαφόρων αφηρημένων μηχανισμών και την κατασκευή αλγορίθμων που εκτελούνται από ηλεκτρονικές συσκευές αποτέλεσε τη βάση για την εμφάνιση μιας νέας σφαίρας πνευματικής δραστηριότητας - τεχνολογιών πληροφόρησης.

Η μηχανή Turing είναι εξοπλισμένη με μια ατελείωτη ταινία,διαιρούμενο σε κύτταρα, το καθένα από τα οποία περιέχει ένα συγκεκριμένο σύμβολο από ένα καθορισμένο πεπερασμένο σύνολο. Το σύνολο όλων των συμβόλων ονομάζεται αλφάβητο της μηχανής. Ένα από τα σημάδια αυτού του περίεργου αλφάβητου ξεχωρίζει και ονομάζεται "κενό". Η μηχανή Turing αλλάζει τα περιεχόμενα των κυττάρων μέσω μιας ειδικής κεφαλής ανάγνωσης και εγγραφής που κινείται κατά μήκος της ταινίας. Λήψη πληροφοριών από το κεφάλι του περιεχομένου του κάθε κυττάρου, η ίδια η συσκευή αποφασίζει, ανάλογα με την εσωτερική του κατάσταση, ένα χαρακτήρα γραμμένο στο κύτταρο και πού να μετακινήσετε το κεφάλι μετά από αυτή τη λειτουργία. Όπου η εσωτερική κατάσταση (μνήμη) της μηχανής, η οποία χαρακτηρίζεται από μια ορισμένη τιμή από μηδέν σε κάποια μέγιστη τιμή, υφίσταται επίσης μια αλλαγή.

Η μηχανή Turing είναι πολύ απλή,Ωστόσο, σας επιτρέπει να εκτελέσετε σχεδόν οποιοδήποτε πρόγραμμα, που βασίζεται σε σαφείς αλγόριθμους. Για την εκτέλεση διαφόρων υπολογιστικών λειτουργιών υπάρχει ένας ειδικός πίνακας στον οποίο γράφονται ορισμένοι κανόνες, που αντιπροσωπεύουν ένα σύνολο γενικών οδηγιών για το μηχάνημα. Καθοδηγούμενη από αυτόν τον πίνακα, ο οποίος καθορίζει τη σειρά των ενεργειών για έναν συγκεκριμένο συνδυασμό διαφορετικών καταστάσεων και συμβόλων, η συσκευή καθορίζει ποια υπολογιστική λειτουργία πρέπει να εκτελείται σε κάθε συγκεκριμένη κατάσταση. Στην πραγματικότητα, η παγκόσμια μηχανή Turing είναι το πρώτο πρωτότυπο των σύγχρονων υπολογιστών.

Η έξυπνη εφεύρεση του Alan Turing με επιτυχίαΧρησιμοποιήθηκε από τους Βρετανούς κρυπτοαναλυτικές γραφείο κατά τη διάρκεια του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου για να σπάσουν τις γερμανικές μυστικούς κώδικες. Συχνά αποκωδικοποίηση των μηνυμάτων μυστική υποβρύχια Doenitz γύπες βρισκόταν στο γραφείο του Τσώρτσιλ πριν από την πτώση στην καγκελαρία του Ράϊχ. Σε αντίθεση με τις γερμανικές cryptographers, ασκούν καθαρά διαισθητική προσέγγιση και αφορούν στην κρυπτογραφία ως μια τέχνη, μια τεχνική του Alan Turing περιλαμβάνονται αλγοριθμικές λύσεις στις μεγαλύτερες προκλήσεις της αποκρυπτογράφηση μυστικών κωδικών, η οποία ήταν ασύγκριτα πιο αποτελεσματικό.

Η μη ντετερμινιστική μηχανή Turing απέδωσετην ικανότητα να σπάσουν τους κρυφούς του εχθρού όχι μόνο στους λαμπρούς κρυπτογράφους αλλά και στους απλούς υπαλλήλους του γραφείου, μετατρέποντας τις διαισθητικές ενέργειες σε συστηματική, σκόπιμη κίνηση προς το στόχο. Τα στοιχεία που ελήφθησαν με τη βοήθεια της μηχανής του Turing δεν επηρέασαν το αποτέλεσμα της μάχης για την Αγγλία.