图灵与图灵机.doc

莆图灵与图灵机螀不少人梦寐以求的国际计算机的最高奖项——图灵奖,为何它如此幸运,真是说来话长。袀阿兰·图灵(AlanTuring),1912年6月23日出生于英国伦敦,他被认为成二十世纪最著名的数学家之一,谁也没有想到他的名字会和计算机产业挂钩。蚇20世纪的数学界正在热烈的讨论本世纪最伟大的科学发现之一——昆特·哥德尔的不完全性定理,在那以前,数学家们总认为,一个数学问题虽然要找到答案也许会很困难,但理论上总有一个确定的答案,一个数学命题,要么是真的,要么是假的。而哥德尔的不完全定理指出:在一个稍微复杂一点的数学公理系统中,总存在那样的命题,我们既不能证明它是真的,也不能证明它是假的。数学家们大吃一惊,发现以往大家认为绝对严密的数学中,原来有令人如此不安的不确定性。每个逻辑学家都在苦苦思索,试图为陷入了危机的数学找到一条出路,这些逻辑学家包括当时在剑桥的贝特朗·罗素(BertrandRussell)、阿尔弗雷德·怀特海(AlfredWhitehead)、路德维格·维特斯根坦(LudwigWittgenstein)等著名的逻辑学家。这时的图灵正在剑桥求学,他也同样为此问题陷入了困境。螆1936年,图灵作出了他一生最重要的科学贡献,他在其著名的论文《论可计算数在判定问题中的应用(puternumberswithanApplicationtotheEntscheidungs-problem)》一文中,以布尔代数为基础,将逻辑中的任意命题(即可用数学符号)用一种通用的机器来表示和完成,并能按照一定的规则推导出结论。这篇论文被誉为现代计算机原理开山之作,它描述了一种假想的可实现通用计算的机器,后人称之为“图灵机”。薁图灵的基本思想是用机器来模拟人们用纸笔进行数学运算的过程,他把这样的过程看作下列两种简单的动作:蚈在纸上写上或擦除某个符号;螅把注意力从纸的一个位置移动到另一个位置;膅而在每个阶段,人要决定下一步的动作,依赖于(a)此人当前所关注的纸上某个位置的符号和(b)此人当前思维的状态。为了模拟人的这种运算过程,图灵构造出一台假想的机器,该机器由以下几个部分组成:芁(1)一条无限长的纸带。纸带被划分为一个接一个的小格子,每个格子上包含一个来自有限字母表的符号,字母表中有一个特殊的符号表示空白。纸带上的格子从左到右依此被编号为0,1,2,……,纸带的右端可以无限伸展。蝿(2)一个读写头。该读写头可以在纸带上左右移动,它能读出当前所指的格子上的符号,并能改变当前格子上的符号。肈(3)一个状态寄存器。它用来保存图灵机当前所处的状态。图灵机的所有可能状态的数目是有限的,并且有一个特殊的状态,称为停机状态。蚄(4)一套控制规则。它根据当前机器所处的状态以及当前读写头所指的格子上的符号来确定读写头下一步的动作,并改变状态寄存器的值,令机器进入一个新的状态。羁注意这个机器的每一部分都是有限的,但它有一个潜在的无限长的纸带,因此这种机器只是一个理想的设备。图灵认为这样的一台机器就能模拟人类所能进行的任何计算过程。袁1945年,图灵被调往英国国家物理研究所工作。他结合自己多年的理论研究和战时制造密码破译机的经验,起草了一份关于研制自动计算机器(ACE:puterEngine)的报告,以期实现他曾提出的通用计算机的设计思想。通过长期研究和深入思考,图灵预言,总有一天计算机可通过