¿Cuál es la diferencia entre la máquina de torneado universal y las computadoras modernas?

Hay algunos:

  1. Las máquinas Turing tienen almacenamiento ilimitado, las computadoras modernas no. Técnicamente, eso significa que mi computadora está más cerca de una máquina de estados finitos que una máquina de Turing. Dado que mi computadora tiene 8 GB de RAM y 3936 bits (más o menos) de estado de registro interno, es un FSM con algo así como [matemática] 2 ^ {3936} 2 ^ {2 ^ {36}} [/ matemática] estados. Estos son muchos estados, mucho más de lo que la gente estudia cuando habla de FSM en la escuela. Efectivamente, un FSM con tantos estados puede hacer cualquier cosa que un TM no requiera más memoria de la que puede hacer.
  2. Los TM normalmente se especifican sin E / S: la entrada es lo que está en la cinta cuando se enciende la máquina, y la salida es lo que está en la cinta cuando la máquina se detiene. No hay ninguna disposición en las descripciones TM estándar para cambiar el estado de la máquina externamente, o leer el estado de la máquina externamente, mientras la máquina está en funcionamiento. Las computadoras modernas usan E / S todo el tiempo. Está recibiendo y actuando sobre entradas cada vez que presiono una tecla en mi teclado. Muestra los resultados de eso en mi pantalla. Un TM no puede hacer eso. Supongo que es posible diseñar un modelo de cálculo similar a TM que acepte la entrada (tal vez tener una segunda cinta de entrada que podría tener un símbolo adicional que significa “sin entrada” que podría comprobar).

No hay diferencia entre una UTM y una computadora moderna en teoría matemática. Específicamente, una computadora es de propósito general si, y solo si, puede simular un UTM y un UTM puede simularlo. Sin embargo, un UTM estricto, tal como lo especifica Turing, es muy ineficiente, por lo que casi todas las máquinas modernas se basan en algo llamado arquitectura Von Neuman (al contrario de lo que algunas personas incluso utilizan máquinas paralelas masivas cuando observa cómo funciona cada procesador)

Una computadora moderna no solo tiene registros, RAM y almacenamiento que son directamente análogos a la cinta UTM, sino también los dispositivos de interacción humana y de E / S que pueden proporcionar algún tipo de “cintas” casi ilimitadas, pero no una cantidad infinita, eso es seguro . Y la presencia de múltiples cintas no significa nada para una TM, ya que una TM de múltiples cintas puede simularse y puede simular una TM de una sola cinta.

Por lo tanto, podemos decir con seguridad que una computadora moderna es efectivamente una implementación optimizada, finita y utilizable en el mundo real de un UTM.

La máquina de Turing es una abstracción de la computadora.
Como modelo teórico, su propósito principal es proporcionar una base para pensar sobre lo que una máquina realmente puede calcular.
No se supone que cubra cosas como la interacción humano-computadora o mostrar cosas o procesamiento de sonido. Simplemente descubra la computación crujiendo algunos símbolos.

Una máquina Turing universal y una computadora moderna no difieren en absoluto excepto en estos aspectos: 1.) una máquina Turing tiene una memoria infinita ya que la cinta en la que escribe o borra se supone que es infinita, y 2.) Turing Las máquinas no están limitadas por límites arbitrarios impuestos por las limitaciones del hardware, ya que pueden calcular el número de Graham a la potencia del número de Graham, por ejemplo, mientras que las computadoras modernas solo pueden trabajar con tantos dígitos antes de que comiencen a disminuir la velocidad.

Sólo hay uno. Los UTM tienen almacenamiento ilimitado. Las computadoras no.

Aparte de eso, una computadora con algún medio para escribir programas es una UTM con teclado, mouse y monitor conectados.