מחשב
אבי המחשב המודרני
אָלַן מָתִיסוֹן טְיוּרִינְג (Alan Mathison Turing)
נולד ב-23 ליוני 1912 בלונדון, אנגליה. בגיל צעיר גילה טיורינג עניין בכימיה. אך מתמטיקה היה התחום בו גילה את כישרונו הרב כאשר זכה בפרס אחרי פרס בתחרויות שונות. טיורינג לא היה תלמיד רגיל. הוא תמיד העדיף לספק תשובות מקוריות לשאלות לימודיות ולפתח דרכי פתרון מקוריים משל עצמו לבעיות הוכחה על-פני שימוש באלו המקובלים.בבית-הספר העמיק טיורינג את לימודי המתמטיקה שלו גם באופן עצמאי. הוא גם למד בכוחות עצמו את נושאי הפיסיקה החדשים יחסית לתקופתו: תורת היחסות ומכאניקת הקוואנטים.
בשנת 1931 הוא החל את לימודיו בקיימברידג', בפקולטה למתמטיקה. במהלך לימודיו נמשך טיורינג לתחום המתמטיקה הלוגית. הוא סיים את לימודיו בשנת 1934 והמשיך להשתתף בקורסי מתמטיקה בתחום ההסתברות. בשנת 1936, בגיל 24 בלבד, פרסם טיורינג את המאמר "על מספרים ברי-חישוב", אשר בזכותו הוא זכה להערכה ולפרסום.
עד לשנת 1936 כבר היה מובן הרעיון של תכנון ובניית מכונת חישוב אוטומטית לביצוע חישובים שהוגדרו מראש. מכונות פשוטות מסוג זה כבר היו קיימות. כעת נדרש למצוא דרך בה ניתן יהיה לתכנן מכונת חישוב מעשית שאיתה ניתן יהיה לבצע גם חישובים שלא הוגדרו עבורה מראש. מכונת חישוב מסוג זה תהיה מכונת חישוב אוניברסאלית מהסוג שבבג' חלם לבנות.
זושה כבר החל לתכנן באותה שנה מכונת חישוב בה קיימת הפרדה בין התוכנה ובין החומרה. הפרדה כזו מאפשרת לבנות מכונת חישוב בה ניתן לבצע רק מספר מצומצם של פעולות בסיסיות (לדוגמה, תשע פעולות במכונה Z3), אך התומכת בביצוע אינספור צירופי סדרות פעולה שונות (תוכנה). כל סדרת פעולות שונה מהווה בעצם הפעלה של המכונה לצורך ביצוע תוכנית חישוב מורכבת שלא נכללת ברשימת הפעולות הבסיסיות.
למשל, נניח שקיימת מכונה התומכת בפעולת חיבור בלבד. מכונה כזו קל יחסית לממש. בעזרת הגדרת סדרת פעולות ניתן להרחיב את הפעולות שהמכונה תומכת בהן, כך שגם פעולת כפל תיכלל על ידה. נגדיר את פעולת הכפל כסדרה של פעולות חיבור המתבצעות זו אחר זו, כל פעם מתווסף ערך המכפיל הראשון לסכום שהצטבר עד כה. מספר פעולות החיבור הכולל שיש לבצע בסדרת הפעולות הוא כערכו של המכפיל השני.
כעת נשאלת השאלה עבור המקרה הכללי יותר. מהן הפעולות הפשוטות ביותר למימוש שחובה להכליל ברשימת הפעולות הבסיסיות של מכונת החישוב, כך שניתן יהיה לבצע בה בעזרת סדרת פעולות סופית כל פעולת חישוב מורכבת שיכול גם בן-אדם לבצע?
בתור מתמטיקאי העוסק במתמטיקה תיאורטית התעניין טיורינג בשאלה זו. תשובה לשאלה זו הוא נתן במאמרו "על מספרים ברי-חישוב". במאמר זה מציג טיורינג את מה שמכונה היום "מכונת טיורינג".
מכונת טיורינג מורכבת מ-
• סרט הקלטה המחולק לתאים ושאותו ניתן להזיז ימינה או שמאלה תא אחד
• ראש פעיל המשמש לקריאת ערך תא בסרט ולכתיבת ערך חדש בו
• פרמטר המגדיר את מצב המכונה מתוך n מצבים אפשריים
מכונת טורינג
למשל, נניח שברצוננו לבנות מכונה אשר תקבל כקלט ספרה אחת "0" או "1" וכתוצאה תיתן את הספרה השנייה. כך, עבור קלט של "0" נצפה לקבל את הפלט "1", ועבור הקלט "1" נקבל את הפלט "0".
כדי לייצר את המכונה התומכת בפעולה שלעיל נידרש לייצר מכונת טיורינג בעלת ארבעה מצבים אפשריים (n=4). המצבים מתוארים בטבלה הבאה:
| מצב נוכחי | ערך קיים בתא | ערך תא חדש | הזזת הסרט | מצב חדש |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 0 1 | - - | ימינה ימינה | 2 3 |
| 2 | ריק | 1 | ללא | 4 |
| 3 | ריק | 0 | ללא | 4 |
| 4 | לא רלוונטי | לא רלוונטי | ללא | 4 |
ההגדרה של מכונת טיורינג שטיורינג סיפק הציגה גישה חדשה לגמרי בתחום מכונות החישוב. מכונת החישוב לא תהא נתפסת עוד ככלי עבודה רגיל או כמכונת עבודה פשוטה. בעזרת הגדרה כללית ופשוטה זו של עיבוד הנתונים על-ידי המכונה ניתן היה לפרוץ קדימה אל עבר מכונה המסוגלת לבצע חישובים כלליים כלשהם, מסובכים ומורכבים ככל שיהיו, ואף למכונה כזו הנראית מן הצד כמכונה חושבת.
תאי הנוירונים במוח הינם בהקבלה התאים בסרט ההקלטה של מכונת טיורינג. כך שניתן לדמות את האדם למכונת טיורינג בעלת אורך סרט גדול מאוד המאפשר לה להגדיר אינספור מצבים שונים אליהם יכול האדם להגיע בהחלטותיו. כך האדם יכול לבצע פעולות מסובכות ומורכבות.
למעשה, טיורינג הרבה לדבר על כך שיום יבוא וניתן יהיה לבנות מכונת חישוב מורכבת ביותר שתוכל לחקות את ההתנהגות האנושית בדיוק רב, כך שלא ניתן יהיה להבדיל בין אדם ובין המכונה החושבת. טיורינג הגדיר מבחנים שונים על-פיהם ניתן יהיה לבדוק ולהעריך האם המכונה החושבת היא "אנושית" מספיק בצורה משכנעת דיה. בכך פתח טיורינג את הדלת לענף במקצוע המחשבים הנקרא אינטליגנציה מלאכותית העוסק בדיוק בנושא זה.
פרוץ מלחמת העולם השנייה הסיט זמנית את קו המחשבה הזה לטובת המאמץ המלחמתי. במקום מכונות חישוב כלליות התמקדו המתמטיקאים ואנשי המחשבים החדשים במכונות חישוב ייעודיות בעלות תפקיד מוגדר. עוד על כך מייד בהמשך.
לשנים: 1990-2000
[ עמוד ראשי - המצאות | מתמטיקה קדומה | מספרים אי-רציונליים | משפט פיתגורס | גיאומטריה אוקלידית | אלגברה | התפתחות הסְפַרוֹת | משוואות קוביות וקווארדיות | מספרים מורכבים | לוגריתם | חשבון דיפרנציאלי ואינטגראלי | עיקרון הציפה | זכוכית מגדלת | משקפיים | מיקרוסקופ | טלסקופ | חוק סְנֵל | חוק בויל | חוקי התנועה | עיקרון ברנולי | שלושת חוקי התרמודינמיקה | טבלה מחזורית | מדידת מהירות האור | כוח לורנץ | קרינת רנטגן | טרנספורמצית לורנץ | תורת היחסות הפרטית | גילוי האטום | תורת היחסות הכללית | חשמל | חוק קולון | חוק אוהם | חוקי קירכהוף | נורת להט | מנוע קיטור | מנפה כותנה | מצלמה | מקרר | מזגן | מחשב | מכבש דפוס | כתב ברייל | טלגרף | טלפון | רדיו | טלוויזיה | כדור פורח | מצנח | רכבת | אופניים | מכונית | אווירון מדחף | מטוס סילון | אבק שריפה | תותח | רובה מוסקט | מרגמה | אקדח | מוקש | מקלע | רובה-מטען | הוביצר | תת-מקלע | רימון-יד | טנק | רובה-סער | פצצת אטום | תורת האבולוציה | פסטור | תיאוריית התורשה | פניצילין ]
[ עמוד הבית | אודות | זכויות יוצרים | מפת האתר ]