2021-09-09 23:15 | 出处: 崛起币
21年09月07日,难得写科普文。
本期笔记写一篇科普文,科普结束后再补充一下大家最关心的行情。
看到一些文章有涉及到图灵完备的内容,大致看了一眼却感觉写文的作者似乎自己都没弄懂啥叫图灵完备,那么本期笔记就写这个话题。
为了帮助读者理解,内容大致分为图灵、图灵机和图灵完备三块进行阐述。
图灵
图灵即艾伦·麦席森·图灵,英国著名数学家、逻辑学家,被称为计算机科学之父、人工智能之父,第二次世界大战时协助军方破解德国著名密码系统Enigma,帮助盟军取得了二战的胜利。
当年那个时代同性恋被认为是十恶不赦的罪过,1952年图灵被定罪随后接受了化学阉割(雌激素注射)。1954年6月7日,图灵被发现死于家中的床上,床头还放着一个被咬了一口、泡过氰化物的苹果。警方调查后认为是剧毒的氰化物中毒,调查结论为自杀,时年图灵年仅41岁。
图灵在科学领域成果斐然,尤其在数理逻辑和计算机科学领域,正是站在了他的科学成果之上,才构筑了现代计算机技术的基础。
不知道大家注意到苹果产品的Logo没有,是一个被咬过一口的苹果。有人说这是乔布斯产品美学对残缺美的追求,其实他只是以这种方式在向自己的偶像致敬。
图灵机
1936年,年仅24岁的图灵发表了《论可计算数及判定性问题上的应用》中提到了一个数学模型,在文中图灵指出只要图灵机可以被实现,它就能解决任何可计算的问题。记住,是任何。
用最浅显易懂的语言描述,大家可以把图灵机看成是一台收录机,收录机上有机器,也有卡带。同时具备这两样东西,再插上电,收录机就可以播放音乐了。
在图灵机的设计中主要有以下组成元素:
1、字符表,就像元素周期表,字符表用于集合的是无数字符,包括26个英文字母、阿拉伯数字和各种乱七八糟的标点符号等等,都是字符、都被集合到表中;
2、一条无限长的tape(可以看作磁带中的磁条带),我们把这条tape分割成无数块,每一个小块当作一个格子,每个格子最多只能装一个字符;
3、读写头,想象成是收录机上的磁头,收录机的磁头本身不具备作用,但读取磁带时没有它不行。图灵机的读写头可以读取/抹除/写入当前格子中的内容,也可以向前向后移动一个格子;
4、状态寄存器,因为不是每次计算都能迅速得出结果,所以需要这么个装置用于记录当前状态。我们用收录机播放音乐时候有时候也需要暂停、恢复播放,当图灵机的状态从运行中变为终止状态,则可视为计算结束,图灵机停机并交回控制权,但在结束计算之前,状态寄存器需要时刻跟踪计算过程;
5、操作指南,记录着图灵机里的快捷操作,操作员适时输入相应指令可以更好且更有效率地完成计算。
看完组成元素再看上图,应该能很好地理解图灵机的运行原理。计算开始前tape可以完全空白、也可以本就有内容,读写头从某一位置开始一步步照着指令集进行操作,直到计算结束。
此时的字符序列可能是Ox5816L8W*NG+@5#9/等等无意义的字符串,然后由人类解码成为自然语言。我们看过二战时期的战争片,那些看起来很厉害的情报战,纷繁复杂的电报传递与破译,其实干的都是这么回事。
所以无论多么高大上的机器,只要我们搞清楚基本原理也就大致明白怎么去理解了。无论多么难的理论,只要找到专业的老师跟你深入浅出地描述一番也不至于像听天书。
原理剖析出来很容易,但最初设计它的人并不容易。我国常用的算盘其实本质上就是年代更为久远的图灵机,它没有无限长的纸带但拥有类似的构思:将计算空间分为多个格子,争取用尽可能少的格子去进行尽可能多的运算。我们的手就是读写头,算盘的基本操作方法就是操作指南,这是古人的智慧。
值得一提的是,从1936年到今天,图灵机仍旧是人类已知能实现出来的最强计算模型,我们所了解的计算未来:量子计算机本质上仍旧是图灵机。
图灵完备
图灵完备其实是一个概念,针对一套数据操作规则而言的概念。这个数据操作规则可以是一门编程语言、也可以是计算机的一套指令集。理论上来说当你设计了一套规则,这套规则可以实现图灵机模型中的全部功能时,我们就说它是图灵完备。
简单来说,图灵不完备的程序可能是一个铁锤配一盒钉子,你可以进行较为简陋的改造与维护。但图灵完备是给你一整套工具箱,里面工具应有尽有,只要你人没问题,理论上你可以完成任何改造与维护。
当今世界的主流编程语言有C++、Java、Python等等,它们都属于图灵完备的语言。而图灵不完备的语言常见原因有循环问题、递归受限(没法写不终止的程序)、无法实现数学中的数组或列表这样的数据结构等等,这样就会导致能实现的程序有限。
中本聪用于开发比特币的脚本语言并不是图灵完备的,这种设计不知是他有意的还是中本聪没时间做技术升级就必须要离开导致的。这在一定程度上避免了比特币网络免受DOS攻击,但也限制了比特币的可编程性。因为这种局限性,导致很多开发无法在比特币上进行。
以太坊是图灵完备,区块链上的产品,是否图灵完备本无绝对关系,但作为一条承载无数价值的公链,图灵完备是必须的。
最后说说大家关心的行情吧,9月7日的下跌并不是触底反弹,一如前几期内容所说。
有人说既然牛市基本面在,大盘急跌20个点还不抄底吗?
牛市基本面自然是在的,但牛市中也不是说只涨不跌,牛市中都能发生519,前几天那点跌幅又算得了什么呢?
稍安勿躁,抄底机会都有,而抄底的子弹不常有。
欢迎加入电报社群。
囤币自由群:https://t.me/tunfree
囤币自由频道:https://t.me/tunbifree
往期文章推荐:
微信2群限时开放,需要交流的读者加V:blockTX