Вычисления с поездами — поезда Тьюринга

Удивительно, что Тьюринг завершен. Кажется, что все, что вам нужно, это реализовать универсальные ворота и вы дома и сохнете. Но поезда? Тренировки Duplo в этом случае обладают некоторыми мощными, почти скрытыми вычислительными способностями. Полны ли они по Тьюрингу? Конечно, есть.

Меня восхищает то, насколько легко найти вычислительные системы, основанные на вещах, которые, как вы могли подумать, не могут быть использованы для создания компьютера.

В данном случае это набор поездов Duplo, который выполняет вычисления с помощью cr31, он же Guy Walker, на сайте которого есть действительно интересные вещи, на которые можно посмотреть и поиграть.

Возможно, вы знаете, что поток управления через программу похож на железнодорожную линию с точками и петлями, но он идет глубже. Пункты железной дороги имеют две настройки, и вы можете думать об этом как о 0 или 1. В случае этой схемы железной дороги у нас также есть подпружиненные точки, которые остаются там, где они есть, если только поезд не приближается к железнодорожной ветке, когда колеса перемещают точки. так что он присоединяется к основной линии. Затем острия возвращаются в исходное положение. Подпружиненные точки придают дополнительную мощность, что немного упрощает создание модульной конструкции.

Вы должны увидеть моделирование в действии, чтобы понять, как работают точки.

Когда у вас есть основные ворота и триггеры, вы можете использовать поезд для вычислений.

Составлен ли макет поезда Тьюринга?

На этот вопрос в 1994 году ответили Адам Чалкрафт и Майкл Грин, тогда еще студенты Кембриджа, чья статья показала, как построить машину Тьюринга из железнодорожных путей и поезда.

Если вы хотите увидеть, как выглядит такая конструкция, то приведенный ниже макет представляет собой реализацию активного бобра с 3 состояниями. У занятой машины Тьюринга бобра стоит задача напечатать на своей ленте как можно больше бобров, прежде чем остановиться.

Если вы зайдете на сайт cr31, вы сможете увидеть это в действии, но я бы посоветовал вам взглянуть на несколько более простых примеров, прежде чем пытаться понять что-то столь же важное.

Если вы хотите увидеть схему, реализованную в реальном треке Duplo, взгляните на этот трехбитный двоичный счетчик:

Так что кажется, что способность к вычислениям окружает нас повсюду. Стоит ли удивляться, что информатика и теория сложности важнее, чем вы могли ожидать? Это истинная теория всего.