㈠ 詳細介紹下圖靈
1936年，圖靈向倫敦權威的數學雜志投了一篇論文，題為「論數字計算在決斷難題中的應用」。在這篇開創性的論文中,圖靈給「可計算性」下了一個嚴格的數學定義，並提出著名的圖靈機"(Turing Machine)的設想。「圖靈機」不是一種具體的機器，而是一種思想模型，可製造一種十分簡單但運算能力極強的計算裝置，用來計算所有能想像得到的可計算函數。"圖靈機"與"馮.諾伊曼機" 齊名，被永遠載入計算機的發展史中。1950年10月，圖靈又發表了另一篇題為"機器能思考嗎"的論文,成為劃時代之作。也正是這篇文章,為圖靈贏得了"人工智慧之父"的桂冠。
故事從謎開始
英國現代計算機的起步是從德國的密碼電報機——Enigma(謎)開始的,而解開這個謎的不是別人,正是阿蘭·圖靈,一個在計算機界響當當的人物,可與美國的馮·諾依曼相媲美的電腦天才。在他短暫的生涯中,圖靈在量子力學、數理邏輯、生物學、化學方面都有深入的研究,在晚年還開創了一門新學科—— 非線性力學。
圖靈英年早逝。在他42年的人生歷程中,他的創造力是豐富多彩的,他是天才的數學家和計算機理論專家。24歲提出圖靈機理論,31歲參與COLOSSUS的研製,33歲設想模擬系統,35歲提出自動程序設計概念,38歲設計"圖靈測驗"。這一朵朵靈感浪花無不閃耀著他在計算機發展史上的預見性。特別是在60年代後當然,圖靈最高的成就還是在電腦和人工智慧方面,他是這一領域開天辟
地的大師。為表彰他的貢獻,專門設有一個一年一度的"圖靈獎",頒發給最優秀的電腦科學家。這枚獎章就像"諾貝爾獎"一樣,為計算機界的獲獎者帶來至高無上的榮譽。而阿蘭·圖靈本人,更被人們推崇為人工智慧之父,在計算機業十倍速變化的歷史畫卷中永遠佔有一席之地。他的驚世才華和盛年夭折,也給他的個人生活塗上了謎一樣的傳奇色彩。
神童圖靈
阿蘭·圖靈,1912年6月23日出生於英國倫敦。其祖父曾獲得劍橋大學數學榮譽學位,但他父親的數學才能平平。因此,圖靈的家庭教育,對他以後在數學及計算機方面的成就並沒有多少幫助。小時侯的圖靈生性活潑好動,很早就表現出對科學的探索精神。據他母親回憶,3歲時,小圖靈就進行了他的首次實驗,嘗試把一個玩具木頭人的小胳膊、小腿掰下來栽到花園里,等待長出更多的木頭人。到了8歲,他更開始嘗試寫一 部科學著作,題目為《關於一種顯微鏡》。在這部很短的書中,天才兒童圖靈拼錯了很多單詞,句法也有些問題,但寫得還能讓人看懂,很像那麼一回事兒。在書的開頭和結尾,他都用同一句話"首先你必須知道光是直的"作前後呼應, 但中間的內容卻很短,短得破了科學著作的記錄。圖靈曾說 :"我似乎總想從最普通的東西中弄出些名堂。"就連和小朋友們玩足球,他也能放棄當前鋒進球這樣出風頭的事,只喜歡在場外巡邊,因為這樣能有機會去計算球飛出邊界的角度。他的老師認為 :"圖靈的頭腦思維可以像袋鼠一樣進行跳躍。" 圖靈是個天才。他16歲就開始研究愛因斯坦的相對論。1931年,圖靈考入劍橋大學國王學院,開始他的數學生涯,研究量子力學、概率論和邏輯學。在校期間,圖靈還是現代語言哲學大師維特根斯坦班上最出色的學生。他對由劍橋大學的羅素和懷特海創立的數理邏輯很感興趣。數理邏輯的創建,主要源於古希臘克里特島上有個叫愛皮梅尼特的"智者",他說 :"所有的克里特島人都說謊"。我們可以把它簡化為:"我說的這句話是假話"。這就出現一種兩面都無法自圓的怪圈:如果他沒有說謊,那他這句話是錯的,他是在說謊;如果他真的在說謊,那他說自己在說謊是對的,所以他又沒有說謊。羅素和懷特海把它從邏輯、集合論以及數論中驅逐出去,最後又想盡辦法歸入《數學原理》之中。
圖靈一上大學,就迷上了《數學原理》。在1931年,著名的"哥德爾定理"出現後(該定理認為沒有一種公理系統可以導出數論中所有的真實命題,除非這種系統本身就有悖論),天才的圖靈在數理邏輯大本營的劍橋大學提出一個設想 :能否有這樣一台機器,通過某種一般的機械步驟,能在原則上一個接一個地解決所有的數學問題。大學畢業後,圖靈去美國普林斯頓大學攻讀博士學位,還順手發明過一個解碼器。在那裡,他遇見了馮·諾依曼,後者對他的論文擊節贊賞,並隨後由此提出了"存儲程序"概念。圖靈學成後又回到他的母校任教。在短短的時間里,圖靈就發表了幾篇很有份量的數學論文,為他贏得了很大的聲譽。
怪才圖靈
在劍橋,圖靈可稱得上是一個怪才,一舉一動常常出人意料。他是個單身漢和長跑運動員。在他的同事和學生中間,這位衣著隨便、不打領帶的著名教授,不善言辭,有些木訥、害羞,常咬指甲,但他更多地以自己傑出的才智贏得了人們的敬意。圖靈每天騎自行車上班,因為患過敏性鼻炎,一遇到花粉,就會鼻涕不止,大打噴嚏。於是,他就常常在上班途中戴防毒面具,招搖過市,這早已成為劍橋的一大奇觀。圖靈的自行車經常半路掉鏈子,但他就是不肯去車鋪修理。每次騎車時,他總是嘴裡念念有詞,在心裡細細計算,這鏈條也怪,總是轉到一定的圈數就滑落了,而圖靈竟然能夠做到在鏈條下滑前一剎那停車,讓旁觀者佩服不已,以為圖靈在玩雜技。後來圖靈又居然在腳踏車旁裝了一個小巧的機械記數器,到圈數時就停,歇口氣換換腦子,再重新運動起來。
1936年,圖靈向倫敦權威的數學雜志投了一篇論文,題為《論數字計算在決斷難題中的應用》。在這篇開創性的論文中,圖靈給"可計算性"下了一個嚴格的數學定義,並提出著名的"圖靈機"(Turing Machine)的設想。"圖靈機"不是一種具體的機器,而是一種思想模型,可製造一種十分簡單但運算能力極強的計算機裝置,用來計算所有能想像得到的可計算函數。裝置由一個控制器和一根假設兩端無界的工作帶(起存儲器的作用)組成。工作帶被劃分為大小相同的方格,每一格上可書寫一個給定字母表上的符號。控制器可以在帶上左右移動,它帶有一個讀寫出一個你期待的結果。外行人看了會墜入雲里霧里,而內行人則稱它是"闡明現代電腦原理的開山之作",並冠以"理想計算機"的名稱。這篇論文在紙上談了一把兵,創造出一個"圖靈機"來。但現代通用電腦確實是用相應的程序來完成任何設定好的任務。這一理論奠定了整個現代計算機的理論基礎。"圖靈機"更在電腦史上與"馮·諾依曼機"齊名,被永遠載入計算機的發展史中。
圖靈機理論不僅解決了純數學基礎理論問題,一個巨大的"意外"收獲則是,理論上證明了研製通用數字計算機的可行性。雖然早在100年前的1834年,巴貝奇(Chark Babbage,1792～1871)就設計製造了"分析機"以說明具體的數字計算,但他的失敗之處是沒能證明"必然可行"。圖靈機理論不僅證明了研製"通用機"的可行性,而且比世界上第一台由德國人朱斯(K·Zuze)於1941年製造的通用程序控制計算機Z-3整整早5年。這不得不使人驚嘆這一理論的深刻意義。
謎語圖靈
正當圖靈的理論研究工作進一步深入時,戰爭爆發了。他被派往布雷契萊庄園承擔"超級機密"研究。當時的布雷契萊庄園是一所"政府密碼學校",即戰時的英國情報破譯中心。在這座幽靜的維多利亞式建築里,表面上鳥語花香、人跡罕見,其實每天都有12000多名志願者在這里夜以繼日地工作,截獲、整理、破譯德國的軍事情報,有些結果甚至直達丘吉爾首相本人手中。在這里,圖靈被人們稱為"教授",沒有人知道他的真名。當時德國有一個名為"Enigma"(謎) 的通信密碼機,破譯高手們絞盡腦汁也難以破解。這個難題交到了圖靈手中,他率領著大約200多名精幹人員進行密碼分析,其中甚至還包括象棋冠軍亞歷山大。分析和計算工作非常復雜,26個字母在"Enigma"機中能替代8萬億個謎文字母。如果改動接線,變化會超過2.5千萬億億。最後多虧波蘭同行們提供了一台真正的"Enigma",圖靈才憑借著他的天才設想設計出一種破譯機。這台機器主要由繼電器構成,還用了80個電子管,由光電閱讀器直接讀入密碼,每秒可讀字元2000個,運行起來咔嚓咔嚓直響。它被圖靈戲稱為"羅賓遜",至今沒人能搞懂圖靈究竟如何指揮它工作。但"羅賓遜"的確神通廣大,在它的密報下,德國飛機一再落入圈套,死無葬身之地。
1945年,圖靈帶著大英帝國授予的榮譽勛章,來到英國國家物理研究所擔任高級研究員。兩年後,圖靈寫了一份內部報告,提出了"自動程序"的概念,但由於英國政府嚴密、死板的保密法令,這份報告一直不見天日。1969年,美國的瓦丁格(Woldingger)發表了同樣成果,英國才連忙亮出壓在箱底的寶貝,終於在1970年給圖靈的報告"解密"。圖靈的這份報告後來收入愛丁堡大學編的《機器智能》論文集中。由於有了布雷契萊的經驗,圖靈提交了一份"自動計算機"的設計方案,領導一批優秀的電子工程師,著手製造一種名叫ACE的新型電腦。它大約用了800 個電子管,成本約為4萬英鎊。1950年,ACE電腦就橫空出世,開始公開露面,為感興趣的人們玩一些"小把戲",贏得陣陣喝彩。圖靈在介紹ACE的內存裝置時說:"它可以很容易把一本書的10頁內容記住。"顯然,ACE是當時世界上最快、最強勁的電子計算機之一。
1946年,在紐曼博士的動議下,皇家學會成立電腦實驗室。紐曼博士是皇家學會會員,又是當年破譯小組的成員,正是他對"赫斯·魯賓遜"的製造起了關鍵作用。皇家學會的這一新實驗室不在倫敦,而是設在曼徹斯特大學,由紐曼博士牽頭負責。1946年7月,研製基金到位,紐曼博士開始招募人選。阿蘭·圖靈也在次年9月加盟電腦實驗室。一時間,曼徹斯特大學群英會萃。實驗室設在一幢維多利亞時代的老房子里,條件十分簡陋,但因圖靈他們的到來,也算是蓬蓽生輝了。在1948年6月,這里造出了一台小的模型機,大家都愛叫它"嬰兒"(Baby)。這台模型機用陰極射線管來解決存儲問題,能存儲32個字,每一字有32位字長。這是第一台能完全執行存儲程序的電子計算機的模型。
大師圖靈
到了1949年10月,各項改進工作都已展開,夾在兩層存儲器之間的自動控制系統已正常運轉,並能在程序的控制下,實現磁鼓和陰極射線管存儲單元間信息交互。圖靈設計出一些協同電路來做輸入和輸出的外設。有關電動打字設備也是圖靈通過老關系從他戰時供職的外交部通信部門弄過來的,其中甚至包括一個戰後從德國人那裡收繳來的穿孔紙帶鍵盤。這樣,整個模型機已大功告成。在整個試驗階段,大家忙上忙下。1949年底,模型機交付給曼徹斯特當地的一家叫弗蘭尼蒂(Ferranti)的電子公司,開始正式建造。1951年2月完工,通稱"邁可1型"。它有4000個電子管,72000個電阻器,2500個電容器,能在0.1秒內開平方根、求對數和三角函數的運算。比起先前的模型機,"邁可1型"功能更為齊全,靜電存儲器的內存容量已翻倍,能存256個40位字長字,分別存在8個陰極射線管中,而磁鼓的容量能擴容到16384個字,真是一項了不起的工程。
與馮·諾依曼同時代的富蘭克爾(Frankel,馮氏同事)在回憶中說:馮·諾 依曼沒有說過"存儲程序"型計算機的概念是他的發明,卻不止一次地說過,圖靈是現代計算機設計思想的創始人。當有人將"電子計算機之父"的頭銜戴在馮·諾依曼頭上時,他謙遜地說,真正的計算機之父應該是圖靈。當然,馮·諾依曼問之無愧,而圖靈也有"人工智慧之父"的桂冠。他倆是計算機歷史浩瀚星空中相互映照的兩顆巨星。
早在1945年,圖靈就提出"模擬系統"的思想,並有一份詳細的報告,想建造一台沒有固定指令系統的電腦。它能夠模擬其他不同指令系統的電腦的功能, 但這份報告直到1972年才公布。這說明圖靈在二戰結束後就開始了後來被稱 為"人工智慧"領域的探索,他開始關注人的神經網路和電腦計算之間的關聯。
1950年,圖靈又來到曼徹斯特大學任教,同時還擔任該大學自動計算機項目的負責人。就在這一年的十月,他又發表了另一篇題為《機器能思考嗎?》的論文,成為劃時代之作。也正是這篇文章,為圖靈贏得了一頂桂冠--"人工智慧之父"。在這篇論文里,圖靈第一次提出"機器思維"的概念。他逐條反駁了機器不能思維的論調,做出了肯定的回答。他還對智能問題從行為主義的角度給出了定義,由此提出一假想:即一個人在不接觸對方的情況下,通過一種特殊的方式,和對方進行一系列的問答,如果在相當長時間內,他無法根據這些問題判斷對方是人還是計算機,那麼,就可以認為這個計算機具有同人相當的智力,即這台計算機是能思維的。這就是著名的"圖靈測試"(Turing Testing)。當時全世界只有幾台電腦,根本無法通過這一測試。但圖靈預言,在本世紀末,一定會有電腦通過"圖靈測試"。終於他的預言在IBM的"深藍"身上得到徹底實現。當然,卡斯帕羅夫和"深藍"之間不是猜謎式的泛泛而談,而是你輸我贏的彼此較量。
故事以謎結束
1951年,圖靈以他傑出的貢獻被當選為英國皇家學會會員。就在他事業步入輝煌之際,災難降臨了。1952年,圖靈遭到警方拘捕,原因是他是一個同性戀者。與其他一些智慧超群的人物一樣,圖靈在個人生活方式上也"與眾不同"。當時,人們對同性戀還沒有像現在這樣寬容,而是把這種行為當作一樁傷風敗俗的罪孽。事情的敗露是這樣的,當時有一位叫瓊·克拉克(Joan Clarke)的姑娘愛上了圖靈,圖靈也對對方很有好感,並向對方求婚,瓊欣然接受。但不久,圖靈自己退縮了,告訴瓊,他是同性戀者。在1948年,圖靈就由於同性戀傾向,離開了當時屬於高度保密的英國國家物理實驗室(NPL)。但也有人說,圖靈是被英國軍事情報部門"開除"出去的,對於這位天才的離去,許多人悵惜不已。
1952年3月31日,圖靈更因為和曼徹斯特當地一位青年有染,被警方逮捕。在法庭上,圖靈既不否認,也不為自己辨解。在庄嚴的法庭上,他鄭重其事地告訴人們:他的行為沒有錯,結果被判有罪。在入獄和治療兩者中間,圖靈選擇了注射激素,來治療所謂的"性慾倒錯"。此後圖靈開始研究生物學、化學,還和一位心理醫生有很深的交往。那時,他的脾氣已變得躁怒不安,性格更為陰沉怪僻。1953年3月,他因為接待過一位被英國警方注意的挪威客人,成為警方的目標,甚至去希臘度假時也被跟蹤。
1954年6月8日,圖靈42歲,正逢進入他生命中最輝煌的創造頂峰。一天早晨,女管家走進他的卧室,發現台燈還亮著,床頭上還有個蘋果,只咬了一小半,圖靈沉睡在床上,一切都和往常一樣。但這一次,圖靈是永遠地睡著了,不會再醒來……經過解剖,法醫斷定是劇毒氰化物致死,那個蘋果是在氰化物溶液中浸泡過的。圖靈的母親則說他是在做化學實驗時,不小心沾上的,她的"艾倫"從小就有咬指甲的習慣。但外界的說法是服毒自殺,一代天才就這樣走完了人生。
㈡ 什麼是圖靈機
圖靈機
1936年，阿蘭·圖靈提出了一種抽象的計算模型 —— 圖靈機 (Turing Machine)。圖靈的基本思想是用機器來模擬人們用紙筆進行數學運算的過程，他把這樣的過程看作下列兩種簡單的動作：
在紙上寫上或擦除某個符號；
把注意力從紙的一個位置移動到另一個位置；
而在每個階段，人要決定下一步的動作，依賴於 (a) 此人當前所關注的紙上某個位置的符號和(b) 此人當前思維的狀態。為了模擬人的這種運算過程，圖靈構造出一台假想的機器，該機器由以下幾個部分組成：
一條無限長的紙帶。紙帶被劃分為一個接一個的小格子，每個格子上包含一個來自有限字母表的符號，字母表中有一個特殊的符號 表示空白。紙帶上的格子從左到右依此被編號為 0, 1, 2, ... ，紙帶的右端可以無限伸展。
一個讀寫頭。該讀寫頭可以在紙帶上左右移動，它能讀出當前所指的格子上的符號，並能改變當前格子上的符號。
一個狀態寄存器。它用來保存圖靈機當前所處的狀態。圖靈機的所有可能狀態的數目是有限的，並且有一個特殊的狀態，稱為停機狀態。
一套控制規則。它根據當前機器所處的狀態以及當前讀寫頭所指的格子上的符號來確定讀寫頭下一步的動作，並改變狀態寄存器的值，令機器進入一個新的狀態。
注意這個機器的每一部分都是有限的，但它有一個潛在的無限長的紙帶，因此這種機器只是一個理想的設備。圖靈認為這樣的一台機器就能模擬人類所能進行的任何計算過程
自動機
automata
對信號序列進行邏輯處理的裝置。在自動控制領域內，是指離散數字系統的動態數學模型，可定義為一種邏輯結構，一種演算法或一種符號串變換。自動機這一術語也廣泛出現在許多其他相關的學科中，分別有不同的內容和研究目標。在計算機科學中自動機用作計算機和計算過程的動態數學模型，用來研究計算機的體系結構、邏輯操作、程序設計乃至計算復雜性理論。在語言學中則把自動機作為語言識別器，用來研究各種形式語言。在神經生理學中把自動機定義為神經網路的動態模型，用來研究神經生理活動和思維規律，探索人腦的機制。在生物學中有人把自動機作為生命體的生長發育模型，研究新陳代謝和遺傳變異。在數學中則用自動機定義可計算函數，研究各種演算法。現代自動機的一個重要特點是能與外界交換信息，並根據交換得來的信息改變自己的動作，即改變自己的功能，甚至改變自己的結構，以適應外界的變化。也就是說在一定程度上具有類似於生命有機體那樣的適應環境變化的能力。
自動機與一般機器的重要區別在於自動機具有固定的內在狀態，即具有記憶能力和識別判斷能力或決策能力，這正是現代信息處理系統的共同特點。因此，自動機適宜於作為信息處理系統乃至一切信息系統的數學模型。自動機可按其變數集和函數的特性分類，也可按其抽象結構和聯結方式分類。主要有：有限自動機和無限自動機、線性自動機和非線性自動機、確定型自動機和不確定型自動機、同步自動機和非同步自動機、級聯自動機和細胞自動機等。
參考資料：http://www.swarmagents.com/javaclass/ca.htm
㈢ 計算機又稱為圖靈機或馮諾依曼機是為什麼
因為圖靈機(馮諾依曼發明)是有史以來第一次把計算機劃分為處理器、存儲器、輸入輸出設備等幾大模塊，並且對各模塊間的協同工作做了嚴格的定義。現代計算機就是在這個基礎上發展起來的，所以在計算機或者科研等比較專業的行業有時會把計算機稱為圖靈機或馮諾依曼機，以示對馮諾依曼偉大發明創造的尊崇。
㈣ 圖靈機在計算機發展史上主要貢獻是什麼
它的意義有如下幾點:
1、它證明了通用計算理論，肯定了計算機實現的可能性，同時它給出了計算機應有的主要架構；
2、圖靈機模型引入了讀寫與演算法與程序語言的概念，極大的突破了過去的計算機器的設計理念；
3、圖靈機模型理論是計算學科最核心的理論，因為計算機的極限計算能力就是通用圖靈機的計算能力，很多問題可以轉化到圖靈機這個簡單的模型來考慮。
通用圖靈機向人們展示這樣一個過程:程序和其輸入可以先保存到存儲帶上，圖靈機就按程序一步一步運行直到給出結果，結果也保存在存儲帶上。更重要的是，隱約可以看到現代計算機主要構成，尤其是馮・諾依曼理論的主要構成。
(4)圖靈器有存儲器嗎擴展閱讀：
圖靈機是中央處理器（CPU）的一般示例，該處理器控制計算機完成的所有數據操作，而規范機則使用順序存儲器來存儲數據。更具體地說，它是一種能夠枚舉字母表中有效字元串的任意子集的機器（自動機）；這些字元串是遞歸枚舉集的一部分。圖靈機具有無限長的磁帶，可以在其上執行讀取和寫入操作。
假設黑匣子，圖靈機無法知道它最終是否會使用給定程序枚舉子集的任何特定字元串。這是由於無法解決暫停問題，這對計算的理論限制具有重大意義。
Turing機器能夠處理不受限制的語法，這進一步意味著它能夠以無數種方式穩健地評估一階邏輯。通過lambda演算可以證明這一點。
能夠模擬任何其他圖靈機的圖靈機稱為通用圖靈機（UTM，或簡稱為通用機）。用類似的「通用」性質更數學導向的定義是由引進邱奇，上演算，其工作的正式理論與圖靈的交織在一起計算被稱為教會圖靈論題。
㈤ 圖靈機是否有存儲系統
對於每一個行業和領域來說，幾乎都存在一兩項令其領域內所有人視為「終極榮譽」的大獎，例如電影業的奧斯卡獎、新聞領域的普利策獎，數學領域的沃爾夫獎和費爾茲獎等等。隨著計算機通訊業的迅猛發展，「圖靈」這個詞頻頻出現在各個場合，尤其是去年比爾.蓋茨攜微軟高層人員來華一行，期間多次提到「圖靈獎」一詞，而且大家對獲得該獎項的人士更是恭敬有加，好奇之餘，我便查閱資料，不想卻發現了許多趣事，於是寫來與大家分享。
「圖靈（Turing）獎」是美國計算機協會（ACM，Association for Computer Machinery）干 1966年設立的，專門獎勵那些對計算機科學研究與推動計算機技術發展有卓越貢獻的傑出科學家。設立的初衷是因為計算機技術的飛速發展，尤其到20世紀60年代，其已成為一個獨立的有影響的學科，信息產業亦逐步形成，但在這一產業中卻一直沒有一項類似「諾貝爾」、「普利策」等的獎項來促進該學科的進一步發展，為了彌補這一缺陷，於是「圖靈」獎便應運而生，它被公認為計算機界的「諾貝爾」獎。
「圖 靈」為 何 如 此 幸 運
不少人夢寐以求的國際計算機的最高獎項——圖靈獎，為何它如此幸運，真是說來話長。
阿蘭·圖靈（Alan Turing），1912年6月23日出生於英國倫敦，他被認為成二十世紀最著名的數學家之一，誰也沒有想到他的名字會和計算機產業掛鉤。
20世紀的數學界正在熱烈的討論本世紀最偉大的科學發現之一 ——昆特.哥德爾的不完全性定理，在那以前，數學家們總認為，一個數學問題雖然要找到答案也許會很困難，但理論上總有一個確定的答案，一個數學命題，要麼是真的，要麼是假的。而哥德爾的不完全定理指出：在一個稍微復雜一點的的數學公理系統中，總存在那樣的命題，我們既不能證明它是真的，也不能證明它是假的。數學家們大吃一驚，發現以往大家認為絕對嚴密的數學中，原來有令人如此不安的不確定性。每個邏輯學家都在苦苦思索，試圖為陷入了危機的數學找到一條出路，這些邏輯學家包括當時在劍橋的貝特朗.羅素( Bertrand Russell ) 、阿爾弗雷德.懷特海（Alfred Whitehead）、路德維格.維特斯根坦 ( Ludwig Wittgenstein) 等著名的邏輯學家。這時的圖靈正在劍橋求學，他也同樣為此問題陷入了困境。
1936年，圖靈作出了他一生最重要的科學貢獻，他在其著名的論文《論可計算數在判定問題中的應用（On Computer numbers with an Application to the Entscheings -problem）》一文中，以布爾代數[i]為基礎，將邏輯中的任意命題（即可用數學符號）用一種通用的機器來表示和完成，並能按照一定的規則推導出結論。這篇論文被譽為現代計算機原理開山之作,它描述了一種假想的可實現通用計算的機器，後人稱之為「圖靈機」。
這種假想的機器由一個控制器和一個兩端無限長的工作帶組成。工作帶被劃分成一個個大小相同的方格，方格內記載著給定字母表上的符號。控制器帶有讀寫頭並且能在工作帶上按要求左右移動。隨著控制器的移動，其上的讀寫頭可讀出方格上的符號，也能改寫方格上的符號。這種機器能進行多種運算並可用於證明一些著名的定理。這是最早給出的通用計算機的模型。圖靈還從理論上證明了這種假想機的可能性。盡管圖靈機當時還只是一紙空文，但其思想奠定了整個現代計算機發展的理論基礎。
1945年，圖靈被調往英國國家物理研究所工作。他結合自己多年的理論研究和戰時製造密碼破譯機的經驗，起草了一份關於研製自動計算機器（ACE：Automatic Computer Engine ）的報告，以期實現他曾提出的通用計算機的設計思想。通過長期研究和深入思考，圖靈預言，總有一天計算機可通過編程獲得能與人類競爭的智能。1950年10月，圖靈發表了題為《 機器能思考嗎？》的論文，在計算機科學界引起巨大震撼，為人工智慧學的創立奠定了基礎。同年，圖靈花費4萬英鎊，用了約800個電子管的ACE樣機研製成功，它的存儲容量比愛尼亞克[ii]大了許多。在公開演示會上，被認為是當時世界上速度最快、功能最強的計算機之一。圖靈還設計了著名的「模仿游戲試驗」，後人稱之為「圖靈測試」。該實驗把被提問的一個人和一台計算機分別隔離在兩間屋子，讓提問者用人和計算機都能接受的方式來進行問答測試。如果提問者分不清回答者是人還是機器，那就證明計算機已具備人的智能（1993年美國波士頓計算機博物館舉行的著名的「圖靈測試」 [iii]充分驗證了圖靈的預言）。
這讓我想起前幾年IBM公司研製的計算機「深藍」與國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫進行的那場人機大戰，最終以「深藍」戰勝卡斯帕羅夫而宣告結束，讓我們不得不佩服圖靈的天才預言。
現代計算機之父馮·諾依曼[iv]生前曾多次謙虛地說：如果不考慮巴貝奇[v]等人早先提出的有關思想，現代計算機的概念當屬於阿蘭·圖靈。馮·諾依曼能把「計算機之父」的桂冠戴在比自己小10歲的圖靈頭上，足見圖靈對計算機科學影響之巨大。
毒 液 浸 透 蘋 果，如 睡 之 死 滲 入 ……
身為一名數學家, 圖靈模型研製計算機的夢想在第二次世界大戰的爆發中粉碎。當時，德國法西斯正對英倫三島狂轟濫炸，圖靈的祖國危在旦夕,懷著一腔報國熱情，圖靈前往英國外交部承擔「超級機密」研究工作，即主持對德軍通訊密碼的破譯工作。圖靈便和歷史上著名的布萊奇利公園以及加密電子機械裝置ENIGMA聯系在了一起。
ENIGMA是德國發明家亞瑟.謝爾比烏斯（Arthur Scherbius）發明的一種加密電子器,它被證明是有史以來最可靠的加密系統之一，二戰期間它開始被德軍大量用於鐵路、企業當中。英國第40局（英國政府負責破譯密碼的間諜機構）開始恐慌，因為出現了大量他們無法破譯的電文。在整整13年裡，英國人和法國人都認為ENIGMA是不可破譯的。針對這一情況，40局新設了它的機構——英國政府代碼及加密學校（GC&CS ,Government Code and Cipher School），總部坐落在白金漢郡的布萊奇利公園。在布萊奇利公園有一大批為破譯ENIGMA作出卓越貢獻的人們，圖靈無疑是他們當中最值得敘述的一個。圖靈發明了綽號為「炸彈」 （Bombes）的解密機器，他被看成一位天才解密分析專家。戰爭結束，布萊奇利公園被關閉，「炸彈」被拆毀，所有戰時有關密碼分析和破譯的檔案資料都被銷毀，直到1967年波蘭出版第一本關於波蘭破譯ENIGMA方面的書，以及1974年溫特伯坦姆寫的《超級機密The Ultra Secret》一書出版，人們才知道圖靈在分析解密方面的貢獻。
1938年迪斯尼公司著名的動畫片《白雪公主和七個小矮人》上映，圖靈也觀看了這部影片，在後來的日子裡，他的同事常常聽見他哼電影中巫婆王後泡製毒蘋果的台詞：「毒液 浸透蘋果如睡之死滲入……」而圖靈的一生正是在這首歌詞中結束。
圖靈在他生命的最後時光，沒有機會看到自己被當作一個解密英雄來尊敬，相反，由於他同性戀的性傾向而倍受折磨。1952年因小偷入室行竊，圖靈向警察報了案，但他卻忘了向警察掩藏他和另一位男士同居的事實，同年他被警方逮捕，以「有傷風化罪」罪名遭到起訴，並被判為有罪。而這期間，他不得不忍受報紙媒體對他案件的公開全面報道。性傾向被公開，私生活曝光於大眾，政府也取消了他情報部門的工作。他的脾氣變的躁怒不安，性格陰沉鬱悒。1954年6月8日，人們在圖靈的寓所發現了他的屍體。他在自己的住處服用沾過氰化物的蘋果而自殺。臨死的前夜，也許圖靈的耳邊還回響著那首歌：「毒液浸透蘋果如睡之死滲入……」
迄今為止，作為計算機界「諾貝爾獎」的圖靈獎已走過了36個春秋。40多點陣圖靈獎得主均對計算機科學與技術的發展創新做出了傑出貢獻。他們在珍惜自己所獲崇高榮譽的同時，也深切懷念阿蘭·圖靈這位在計算機創新史上永放光芒的先驅。
㈥ 圖靈機模型由哪幾部分組成
該機器由以下幾個部分組成：
1.一條無限長的紙帶 TAPE。紙帶被劃分為一個接一個的小格子，每個格子上包含一個來自有限字母表的符號，字母表中有一個特殊的符號 表示空白。紙帶上的格子從左到右依此被編號為 0,1,2,... ，紙帶的右端可以無限伸展。
2.一個讀寫頭 HEAD。該讀寫頭可以在紙帶上左右移動，它能讀出當前所指的格子上的符號，並能改變當前格子上的符號。
3.一套控制規則 TABLE。它根據當前機器所處的狀態以及當前讀寫頭所指的格子上的符號來確定讀寫頭下一步的動作，並改變狀態寄存器的值，令機器進入一個新的狀態。
4.一個狀態寄存器。它用來保存圖靈機當前所處的狀態。圖靈機的所有可能狀態的數目是有限的，並且有一個特殊的狀態，稱為停機狀態。
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圖靈機有很多變種，但可以證明這些變種的計算能力都是等價的，即它們識別同樣的語言類，而且圖靈機是一個抽象的機器，它有一條無限長的紙帶，紙帶分成了一個一個的小方格，每個方格有不同的顏色。
㈦ 圖靈機的模型包括存儲器嗎
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㈧ 圖靈機與現代計算機的關系
圖靈機的意義與思想內涵：圖靈提出圖靈機的模型並不是為了同時給出計算機的設計，它的意義我認為有如下幾點：
1、 它證明了通用計算理論，肯定了計算機實現的可能性，同時它給出了計算機應有的主要架構；
2、 圖靈機模型引入了讀寫與演算法與程序語言的概念，極大的突破了過去的計算機器的設計理念；
3、 圖靈機模型理論是計算學科最核心的理論，因為計算機的極限計算能力就是通用圖靈機的計算能力，很多問題可以轉化到圖靈機這個簡單的模型來考慮。
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「圖靈機」只是假象的「計算機」，完全沒有考慮硬體狀態，考慮的焦點是邏輯結構。
圖靈在他著作里，進一步設計出被人們稱為「通用圖靈機」的模型，圖靈機可以模擬其他任何一台解決某個特定數學問題的「圖靈機」的工作狀態。
圖靈甚至還想像在帶子上存儲數據和程序。「通用圖靈機」實際上就是現代通用計算機的最原始的模型。
㈨ 圖靈機的核心貢獻是什麼
圖靈提出的著名的圖靈機模型為現代計算機的邏輯工作方式奠定了基礎。
圖靈機它相當於通用計算機地解釋程序，這一點直接促進了後來通用計算機的設計和研製工作，在給出通用圖靈機的同時。
圖靈就指出，通用圖靈機在計算時，其「機械性地復雜性」是有臨界限度地，超過這一限度，就要靠增加程序的長度和存貯量來解決.這種思想開啟了後來計算機科學中計算復雜性理論的先河。
圖靈恢復在理論計算機科學方面的研究，並結合戰時的工作，具體研製出新地計算機來。同年，圖靈開始從事「自動計算機」的邏輯設計和具體研製工作，制出了樣機。
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圖靈機的意義：
1、它證明了通用計算理論，肯定了計算機實現的可能性，同時它給出了計算機應有的主要架構。
用類似有限狀態機的原理（注意僅是類似，因為圖靈機的功能遠超過了有限狀態機）定義了「有限次運算」，並用圖靈機運算過程定義了「可行的過程」並將之重新命名為「演算法」（algorithm）。這便是如今計算機體系結構以及程序演算法設計最開始萌芽的地方。
2、圖靈機模型引入了讀寫與演算法與程序語言的概念，極大的突破了過去的計算機器的設計理念。
演算法是一個古老的數學概念，演算法事實上是解題的系統步驟。艾倫・圖靈在1936年提出的「圖靈機」概念,是一般演算法的典型代表。
其目的是為了解決「希爾伯特第十問題」———數學問題的一般演算法步驟問題,也就是在原則上是否存在一般數學問題的解題步驟的判決問題。希爾伯特的規劃是要把數學置於無懈可擊的牢固的基礎上,其中的公理和步驟法則一旦確立就不再改變。他想一勞永逸地解決數學的可靠性問題。
3、圖靈機模型理論是計算學科最核心的理論，因為計算機的極限計算能力就是通用圖靈機的計算能力，很多問題可以轉化到圖靈機這個簡單的模型來考慮。
通用圖靈機等於向我們展示這樣一個過程：程序和其輸入可以先保存到存儲帶上，圖靈機就按程序一步一步運行直到給出結果，結果也保存在存儲帶上。另外，我們也可以看到現代計算機主要構成（馮.諾依曼結構），存儲器，中央處理器，IO系統。
㈩ 圖靈在計算機發展史上的主要貢獻有哪些
它的意義有如下幾點:
1、它證明了通用計算理論，肯定了計算機實現的可能性，同時它給出了計算機應有的主要架構；
2、圖靈機模型引入了讀寫與演算法與程序語言的概念，極大的突破了過去的計算機器的設計理念；
3、圖靈機模型理論是計算學科最核心的理論，因為計算機的極限計算能力就是通用圖靈機的計算能力，很多問題可以轉化到圖靈機這個簡單的模型來考慮。
通用圖靈機向人們展示這樣一個過程:程序和其輸入可以先保存到存儲帶上，圖靈機就按程序一步一步運行直到給出結果，結果也保存在存儲帶上。更重要的是，隱約可以看到現代計算機主要構成，尤其是馮・諾依曼理論的主要構成。
圖靈機簡介：
圖靈機是中央處理器（CPU）的一般示例，該處理器控制計算機完成的所有數據操作，而規范機則使用順序存儲器來存儲數據。更具體地說，它是一種能夠枚舉字母表中有效字元串的任意子集的機器（自動機）；這些字元串是遞歸枚舉集的一部分。圖靈機具有無限長的磁帶，可以在其上執行讀取和寫入操作。
假設黑匣子，圖靈機無法知道它最終是否會使用給定程序枚舉子集的任何特定字元串。這是由於無法解決暫停問題，這對計算的理論限制具有重大意義。
Turing機器能夠處理不受限制的語法，這進一步意味著它能夠以無數種方式穩健地評估一階邏輯。通過lambda演算可以證明這一點。
能夠模擬任何其他圖靈機的圖靈機稱為通用圖靈機（UTM，或簡稱為通用機）。用類似的「通用」性質更數學導向的定義是由引進邱奇，上演算，其工作的正式理論與圖靈的交織在一起計算被稱為教會圖靈論題。