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图灵机器

在计算史上,有史以来第一个被广泛理解的理论计算机程序是基于一类现在被称为图灵机的系统构建的。

图灵机类似于移动自动机,因为它们由一行称为“磁带”的单元和一个称为“头部”的活动单元组成。但与移动自动机不同,图灵机中的头部可以有几个可能的状态,如下图中的几个可能的箭头方向所示。

此外,图灵机的规则可以取决于头部的状态,以及头部位置处细胞的颜色,但不取决于任何相邻细胞的颜色。

图灵机在理论计算机科学中仍被广泛使用。但在几乎所有的情况下,我们都可以想象构造示例来执行特定的任务,每个细胞有大量可能的状态和大量可能的颜色。

但事实上,有一些非平凡的图灵机器,每个细胞只有两个可能的状态和两种可能的颜色。上的图片对开页展示了4096台此类机器中的一些示例。虽然没有发现更复杂的行为,但重复行为和嵌套行为都会发生。


图灵机的示例。像移动自动机一样,图灵机器有一个活动单元或“头部”,但现在头部有几个可能的状态,如图中箭头的方向所示。


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斯蒂芬·沃尔夫拉姆(Stephen Wolfram):一种新的科学[引用]