Машина тьюринга эмулятор онлайн: Эмулятор машины Тьюринга | cmc@msu

alexxlab / / Разное

Содержание

Симулятор машины Тьюринга

Так что я немного опоздал, но подумал, что оставлю это здесь …

Машина Тьюринга, имитирующая машину Тьюринга: 370 байт?

Здесь я использую структуру, которую Тьюринг использовал в своей статье 1936 года. Я использую один символ = один байт, включая m-конфигурации и операции.

╔═══════════════╦═══════╦═══════════════════╦═══════════════╗
║    m-config    ║ Symbol ║     Operations      ║ Final m-config ║
╠═══════════════╬═══════╬═══════════════════╬═══════════════╣
║ currentCommand ║ Any    ║ L                   ║ currentCommand ║
║                ║ *      ║ MR                  ║ readCommand    ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ nextCommand    ║ Any    ║ L                   ║ nextCommand    ║
║                ║ *      ║ E  R  R  R  P* R    ║ readCommand    ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ readCommand    ║ P      ║ R                   ║ readCommandP   ║
║                ║ M      ║ R                   ║ readCommandM   ║
║                ║ G      ║ R                   ║ readCommandG   ║
║                ║ E      ║ R                   ║ MHPNone        ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ readCommandP   ║ 0      ║                     ║ MHP0           ║
║                ║ 1      ║                     ║ MHP1           ║
║                ║ e      ║                     ║ MHPe           ║
║                ║ x      ║                     ║ MHPx           ║
║                ║ None   ║                     ║ MHPNone        ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ readCommandM   ║ R      ║                     ║ MHMR           ║
║                ║ L      ║                     ║ MHML           ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ readCommandG   ║ 1      ║                     ║ G2<1           ║
║                ║ 2      ║                     ║ G2<2           ║
║                ║ 3      ║                     ║ G2<3           ║
║                ║ 4      ║                     ║ G2<4           ║
║                ║ 5      ║                     ║ G2<5           ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ G2<1           ║ int(1) ║ L  P@ R  R  R  P* R ║ GTS            ║
║                ║ <      ║                     ║ G21            ║
║                ║ *      ║ E  L                ║ G2<1           ║
║                ║ @      ║ E  L                ║ G2<1           ║
║                ║ Any    ║ L                   ║ G2<1           ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ G2<2           ║ int(2) ║ L  P@ R  R  R  P* R ║ GTS            ║
║                ║ <      ║                     ║ G22            ║
║                ║ *      ║ E  L                ║ G2<2           ║
║                ║ @      ║ E  L                ║ G2<2           ║
║                ║ Any    ║ L                   ║ G2<2           ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ G2<3           ║ int(3) ║ L  P@ R  R  R  P* R ║ GTS            ║
║                ║ <      ║                     ║ G23            ║
║                ║ *      ║ E  L                ║ G2<3           ║
║                ║ @      ║ E  L                ║ G2<3           ║
║                ║ Any    ║ L                   ║ G2<3           ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ G2<4           ║ int(4) ║ L  P@ R  R  R  P* R ║ GTS            ║
║                ║ <      ║                     ║ G24            ║
║                ║ *      ║ E  L                ║ G2<4           ║
║                ║ @      ║ E  L                ║ G2<4           ║
║                ║ Any    ║ L                   ║ G2<4           ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ G2<5           ║ int(5) ║ L  P@ R  R  R  P* R ║ GTS            ║
║                ║ <      ║                     ║ G25            ║
║                ║ *      ║ E  L                ║ G2<5           ║
║                ║ @      ║ E  L                ║ G2<5           ║
║                ║ Any    ║ L                   ║ G2<5           ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ G21            ║ int(1) ║ L  P@ R             ║ GTS            ║
║                ║ Any    ║ R                   ║ G21            ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ G22            ║ int(2) ║ L  P@ R             ║ GTS            ║
║                ║ Any    ║ R                   ║ G22            ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ G23            ║ int(3) ║ L  P@ R             ║ GTS            ║
║                ║ Any    ║ R                   ║ G23            ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ G24            ║ int(4) ║ L  P@ R             ║ GTS            ║
║                ║ Any    ║ R                   ║ G24            ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ G25            ║ int(5) ║ L  P@ R             ║ GTS            ║
║                ║ Any    ║ R                   ║ G25            ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ GTS            ║ ^      ║ R                   ║ TS             ║
║                ║ Any    ║ R                   ║ GTS            ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ TS             ║ 0      ║                     ║ RL0            ║
║                ║ 1      ║                     ║ RL1            ║
║                ║ e      ║                     ║ RLe            ║
║                ║ x      ║                     ║ RLx            ║
║                ║ None   ║                     ║ RLNone         ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ RL0            ║ @      ║ R  R                ║ GTS0           ║
║                ║ Any    ║ L                   ║ RL0            ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ RL1            ║ @      ║ R  R                ║ GTS1           ║
║                ║ Any    ║ L                   ║ RL1            ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ RLe            ║ @      ║ R  R                ║ GTSe           ║
║                ║ Any    ║ L                   ║ RLe            ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ RLx            ║ @      ║ R  R                ║ GTSx           ║
║                ║ Any    ║ L                   ║ RLx            ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ RLNone         ║ @      ║ R  R                ║ GTSNone        ║
║                ║ Any    ║ L                   ║ RLNone         ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ GTS0           ║ 0      ║ R  P*  R            ║ readCommand    ║
║                ║ Any    ║ R                   ║ GTS0           ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ GTS1           ║ 1      ║ R  P*  R            ║ readCommand    ║
║                ║ Any    ║ R                   ║ GTS1           ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ GTSe           ║ e      ║ R  P*  R            ║ readCommand    ║
║                ║ Any    ║ R                   ║ GTSe           ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ GTSx           ║ x      ║ R  P*  R            ║ readCommand    ║
║                ║ Any    ║ R                   ║ GTSx           ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ GTSNone        ║ _      ║ R  P*  R            ║ readCommand    ║
║                ║ Any    ║ R                   ║ GTSNone        ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ MHP0           ║ ^      ║ R                   ║ Print0         ║
║                ║ Any    ║ R                   ║ MHP0           ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ MHP1           ║ ^      ║ R                   ║ Print1         ║
║                ║ Any    ║ R                   ║ MHP1           ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ MHPe           ║ ^      ║ R                   ║ Printe         ║
║                ║ Any    ║ R                   ║ MHPe           ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ MHPx           ║ ^      ║ R                   ║ Printx         ║
║                ║ Any    ║ R                   ║ MHPx           ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ MHPNone        ║ ^      ║ R                   ║ PrintNone      ║
║                ║ Any    ║ R                   ║ MHPNone        ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ MHMR           ║ ^      ║ R  R                ║ MHR            ║
║                ║ Any    ║ R                   ║ MHMR           ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ MHML           ║ ^      ║ L                   ║ MHL            ║
║                ║ Any    ║ R                   ║ MHML           ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ Print0         ║ ^      ║ R                   ║ Print0         ║
║                ║ None   ║ P0                  ║ nextCommand    ║
║                ║ Any    ║ E                   ║ Print0         ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ Print1         ║ ^      ║ R                   ║ Print1         ║
║                ║ None   ║ P1                  ║ nextCommand    ║
║                ║ Any    ║ E                   ║ Print1         ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ Printx         ║ ^      ║ R                   ║ Printx         ║
║                ║ None   ║ Px                  ║ nextCommand    ║
║                ║ Any    ║ E                   ║ Printx         ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ Printe         ║ ^      ║ R                   ║ Printe         ║
║                ║ None   ║ Pe                  ║ nextCommand    ║
║                ║ Any    ║ E                   ║ Printe         ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ PrintNone      ║ ^      ║ R                   ║ PrintNone      ║
║                ║ None   ║                     ║ nextCommand    ║
║                ║ Any    ║ E                   ║ PrintNone      ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ MHL            ║ ^      ║ R  R                ║ MHL            ║
║                ║ [      ║                     ║ SBL            ║
║                ║ Any    ║ L  P^ R  R  E       ║ nextCommand    ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ MHR            ║ ^      ║ R  R                ║ MHR            ║
║                ║ ]      ║                     ║ SBR            ║
║                ║ None   ║ P^ L  L  E          ║ nextCommand    ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ SBR            ║ ]      ║ E  R  R  P]         ║ currentCommand ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ SBL            ║ ]      ║ R                   ║ SBLE           ║
║                ║ Any    ║ R                   ║ SBL            ║
╠----------------╬--------╬---------------------╬----------------╣
║ SBLE           ║ [      ║                     ║ currentCommand ║
║                ║ None   ║ L                   ║ SBLE           ║
║                ║ Any    ║ E  R  R  P] L       ║ SBLE           ║
╚═══════════════╩═══════╩═══════════════════╩═══════════════╝

Вот один из примеров Тьюринга из статьи выше для моей машины:

['<', None, 1, '0', None, 'P', 'e', None, 'M', 'R', None, 'P', 'e', None, 'M', 'R', None, 'P', '0', None, 'M', 'R', None, 'M', 'R', None, 'P', '0', None, 'M', 'L', None, 'M', 'L', None, 'G', '2',
                      '1', None, 'P', 'e', None, 'M', 'R', None, 'P', 'e', None, 'M', 'R', None, 'P', '0', None, 'M', 'R', None, 'M', 'R', None, 'P', '0', None, 'M', 'L', None, 'M', 'L', None, 'G', '2',
                      'e', None, 'P', 'e', None, 'M', 'R', None, 'P', 'e', None, 'M', 'R', None, 'P', '0', None, 'M', 'R', None, 'M', 'R', None, 'P', '0', None, 'M', 'L', None, 'M', 'L', None, 'G', '2',
                      'x', None, 'P', 'e', None, 'M', 'R', None, 'P', 'e', None, 'M', 'R', None, 'P', '0', None, 'M', 'R', None, 'M', 'R', None, 'P', '0', None, 'M', 'L', None, 'M', 'L', None, 'G', '2',
                      '_', None, 'P', 'e', None, 'M', 'R', None, 'P', 'e', None, 'M', 'R', None, 'P', '0', None, 'M', 'R', None, 'M', 'R', None, 'P', '0', None, 'M', 'L', None, 'M', 'L', None, 'G', '2',

             None, 2, '1', None, 'M', 'R', None, 'P', 'x', None, 'M', 'L', None, 'M', 'L', None, 'M', 'L', None, 'G', '2',
                      '0', None, 'G', '3',

             None, 3, '0', None, 'M', 'R', None, 'M', 'R', None, 'G', '3',
                      '1', None, 'M', 'R', None, 'M', 'R', None, 'G', '3',
                      '_', None, 'P', '1', None, 'M', 'L', None, 'G', '4',

             None, 4, 'x', None, 'E', 'E', None, 'M', 'R', None, 'G', '3',
                      'e', None, 'M', 'R', None, 'G', '5',
                      '_', None, 'M', 'L', None, 'M', 'L', None, 'G', '4',

             None, 5, '0', None, 'M', 'R', None, 'M', 'R', None, 'G', '5',
                      '1', None, 'M', 'R', None, 'M', 'R', None, 'G', '5',
                      'e', None, 'M', 'R', None, 'M', 'R', None, 'G', '5',
                      'x', None, 'M', 'R', None, 'M', 'R', None, 'G', '5',
                      '_', None, 'P', '0', None, 'M', 'L', None, 'M', 'L', None, 'G', '2',
        None, '[', '^', None, ']', None]

Попробуйте онлайн! (Использует Python 3 в качестве переводчика) — Редактировать: Я только что проверил TIO, и он, кажется, на самом деле не работает правильно . .. Попробуйте его на своей локальной машине, и он должен (надеюсь) работать. Это на моем.

Переводчик – словарь и онлайн перевод на английский, русский, немецкий, французский, украинский и другие языки. | Как перевести «эмулятор машины тьюринга онлайн

                                               

Внешнеэкономическое объединение Машиноэкспорт

Внешнеэкономическое объединение «Машиноэкспорт», ВО «Машиноэкспорт» — одно из старейших предприятий, в настоящее время федеральное государственное унитарное предприятие, занимающихся внешнеэкономической деятельностью в области экспорта строительного, транспортного, энергетического и горнодобывающего оборудования, а также в других сферах международного торгово-экономического сотрудничества. Внешнеэкономическое объединение «Машиноэкспорт» было создано в соответствии с Распоряжением Председателя Совета Министров СССР И. Сталина от 11 апреля 1952 года № 8827. В соответствии с данным распоряжением Министерство внешней торговли СССР передало этому Объединению право осуществлять операции по экспорту оборудования горно-рудного, энергетического, электрохимического, химического, легкой и пищевой промышленности. В годы существования СССР «Машиноэкспорт» стал одним из ведущих специализированных внешнеэкономических организаций, обладающей высокой компетенцией и международным авторитетом во внешнеэкономической сфере. Были реализованы контракты по строительству за рубежом и оснащению оборудованием различных промышленных предприятий. В период восьмидесятых годов 20 века на долю «Машиноэкспорта» приходится 10% объема экспорта всех советских машин и оборудования, продукция 500 крупнейших заводов СССР. «Машиноэкспорт» имел агентские соглашения более чем с 50 фирмами в 30 странах, в том числе Англии, Индии, Иране, Италии, Египте, Финляндии, Франции, ФРГ, Швеции, Японии. После распада СССР ВО «Машиноэкспорт» специализируется на поставке на экспорт промышленного оборудования для машиностроительных предприятий. Кроме того, объединение занимается также урегулированием межгосударственной задолженности, которая возникла в прежние годы. В счёт этих долгов перед Россией Машиноэкспорт закупает в различных странах продукты питания и медикаменты.

Машина тьюринга

Примеры записи команд:

7LQ2 — В любом случае записываем в ячейку число — 7, далее двигаем каретку на один шаг влево (команда L) и переходим в состояние — Q2

]HQ1 — стираем ячейку, делаем ее пустой, даже если она и была пустой — ], стоим на месте (команда H) и переходим в состояние (столбец)- Q1

xHQ0 — записываем в ячейку букву — x, стоим на месте (команда H) и остонавливаем выполнение программы —

Q0

Машина Тьюринга, примеры решения задач:

задача1.

Увеличить число на единицу, записанное в двоичной системе счисления.

  1. Каретка находится слева от числа (до числа)
  2. Каретка находится над числом

Решение:

Для решения данной задачи нам необходимо определить множество всех значений алфавита, так как речь идет о двоичной системе счисления, то в поле “ алфавит ” запишем числа 0 и 1. Программа автоматически добавит в столбец слева от таблицы «программа» введенные числа и знак пустой ячейки — ]. В задаче не сказано, к какому именно числу необходимо добавить единицу, а значит, берем произвольное двоичное число и записываем его в поле «слово».

Расположение элементов эмулятора Машины Тьюринга

Далее самое интересное – кодирование. Из условия задачи для пункта «а» сказано, что каретка находится слева от слова, это значит что само слово нужно еще и найти. Сам автомат (каретка) кроме текущей ячейки ничего не видет, он может только прочитать ее содержимое и на основании значения, которое он считывает, безусловно выполняет поручения. А видит он пустую ячейку. Даем команду двигать в право до тех пор, пока он не увидит начало слова — команда

]RQ1. С точки зрения автомата:

если ячейка пуста

  1. нахожусь в состоянии Q1
  2. считываю значения текущей ячейки
  3. если она пуста то записываю в нее пустоту (звучит странно но так оно и есть, хотя я всеже добавил здравый смысл в свой эмулятор и он просто пропускает такой шаг)
  4. двигаю каретку вправо на один шаг
  5. перехожу (даже если я и находился там) в состояние Q1

если ячейка содержит значения 0 или 1 выполняем команды 0RQ2 и

1RQ2

C точки зрения автомата:

  1. нахожусь в состоянии Q1
  2. считываю значения текущей ячейки
  3. если это 0 или 1 то продолжаю двигаться вправо и перехожу в состояние Q2

Автомат переходит в состояние Q2 (второй столбец), так как функция состояния Q1 — найти число находящегося на ленте, выполнена. Число на ленте найдено. Каретка теперь находится над числом и теперь необходимо найти его конец, для продолжения выполнения программы. Для этого продолжаем двигать каретку вправо, до тех пор, пока не наткнемся на пустую ячейку (означает конец числа на ленте) — команда ]LQ3, при выполнении которой автомат переходит в сотояние Q3.

Q1 Q2 Q3
0
0RQ2		 0RQ2 1HQ0
1 1RQ2 1RQ2 0LQ3
] ]RQ1 ]LQ3 1HQ0

Из таблицы видно, что автомат в состоянии Q3 выполняет арифметические действия над вводимым числом. Алгоритм для двоичного числа очень прост, считываем, и если это ноль, то заменим значение ячейки единицей и останавливаем программу, если единица, то меняем на ноль и переходим на шаг влево, где алгоритм повторяется для текущей ячейки, и так далее.

Задача 2.

Напишите программу для машины Тьюринга, которая проверяет любое введенное десятичное число на четность.

Решение:

  • Алфавит — множество всех цифр от 0 до 9 и вывод результата «Y» (да), «N» (нет)
  • Слово — любое десятичное введенное число
  • Каретка находится над словом (для простоты)
Q1 Q2 Q3 Q4
0 0RQ1 0RQ3
1 1RQ1 1RQ4
2 2RQ1 2RQ3
3 3RQ1 3RQ4
4 4RQ1 4RQ3
5 5RQ1 5RQ4
6 6RQ1 6RQ3
7 7RQ1 7RQ4
8 8RQ1 8RQ3
9 9RQ1 9RQ4
Y
N
] ]RQ2 YHQ0 NHQ0

С точки зрения автомата:

  1. нахожусь в состоянии — Q1
  2. если это цифра, то двигаю каретку на шаг вправо и перехожу в состояние — Q1
  3. если это пустая ячейка, то двигаю каретку на шаг влево и перехожу в состояние — Q2
  4. если эта цифра 0,2,4,6,8 — двигаю каретку на шаг вправо и перехожу в состояние — Q3
  5. в состоянии Q3 стою на месте, записываю букву Y и останавливаю программу — Q0
  6. если эта цифра 1,3,5,7,9 — двигаю каретку на шаг вправо и перехожу в состояние — Q4
  7. в состоянии Q4 стою на месте, записываю букву N и останавливаю программу — Q0

От автора:

Данная программа эмулятора была задумана лишь для изучения простейших алгоритмов. Сложные программы писать по Тьюрингу пустая трата времени.

Лабораторная работа «Разработка программ для машины Тьюринга»

Лабораторная работа №7

Тема: «Разработка программ для машины Тьюринга»

Цель: научится строить машины Тьюринга на специальном тренажере для изучения универсального исполнителя.

Эмулятор машины Тьюринга

Что такое машина Тьюринга?

Машина Тьюринга — это универсальный исполнитель (абстрактная вычислительная машина), предложенный английским математиком А. Тьюрингом в 1936 году как уточнения понятия алгоритма. Согласно тезису Тьюринга, любой алгоритм может быть записан в виде программы для машины Тьюринга.

Машина Тьюринга состоит из каретки (считывающей и записывающей головки) и бесконечной ленты, разбитой на ячейки. Каждая ячейка ленты может содержать символ из некоторого алфавита A = {a0,a1,…,aN} . Любой алфавит содержит символ «пробел», который обозначается как a0 или .

Машина Тьюринга — это автомат, который управляется таблицей. Строки в таблице соответствуют символам выбранного алфавита A, а столбцы — состояниям автомата Q = {q0,q1,…,qM}. В начале работы машина Тьюринга находится в состоянии q1. Состояние q0 — это конечное состояние, попав в него, автомат заканчивает работу.

В каждой клетке таблицы, соответствующей некоторому символу ai и некоторому состоянию qj, находится команда, состоящая из трех частей

 символ из алфавита A

 направление перемещения: «» (вправо), «» (влево) или «.» (на месте)

 новое состояние автомата

При вводе команд пробел заменяется знаком подчеркивания «_».

Как работать с программой?

В верхней части программы находится поле редактора, в которое можно ввести условие задачи в свободной форме.

Лента перемещается влево и вправо с помощью кнопок, расположенных слева и справа от нее. Двойным щелчком по ячейке ленты (или щелчком правой кнопкой мыши) можно изменить ее содержимое.

С помощью меню Лента можно запомнить состояние ленты во внутреннем буфере и восстановить ленту из буфера.

В поле Алфавит задаются символы выбранного алфавита. Пробел добавляется к введенным символам автоматически.

В таблице в нижней части окна набирается программа. В первом столбце записаны символы алфавита, он заполняется автоматически. В первой строке перечисляются все возможные состояния. Добавить и удалить столбцы таблицы (состояния) можно с помощью кнопок, расположенных над таблицей.

При вводе команды в ячейку таблицы сначала нужно ввести новый символ, затем направление перехода и номер состояния. Если символ пропущен, по умолчанию он не изменяется. Если пропущен номер состояния, по умолчанию состояние автомата не изменяется.

Справа в поле Комментарий можно вводить в произвольной форме комментарии к решению. Чаще всего там объясняют, что означает каждое состояние машины Тьюринга.

Программа может выполняться непрерывно (F9) или по шагам (F8). Команда, которая сейчас будет выполняться, подсвечивается зеленым фоном. Скорость выполнения регулируется с помощью меню Скорость.

Задачи для машины Тьюринга можно сохранять в файлах. Сохраняется условие задачи, алфавит, программа, комментарии и начальное состояние ленты. При загрузке задачи из файла и сохранении в файле состояние ленты автоматически записывается в буфер.

Пример 1. Написать машину Тьюринга, которая исправляет ошибку в слове «малако».

  • Запускаем программу turing.exe.

  • Вносим символы «аклмо» в алфавит программы.

  • На ленте начиная с позиции «0» вводим слово «малако».

Задание 1.

Вариант 1

Вариант 2

Написать машину Тьюринга, которая исправляет ошибку в слове «пороллилагромм».

Написать машину Тьюринга, которая исправляет ошибку в слове «иксковотар».

Задание 2. Дано натуральное число n  1. Разработать машину Тьюринга, которая уменьшала бы заданное число n на 1, т.е. выполняла функцию , при этом в выходном слове старшая цифра не должна быть 0. Например, если входным словом было “100”, то выходным словом должно быть “99”, а не “099”. Автомат в состоянии q1 обозревает правую цифру числа.

Состояние q1 — уменьшаем младшую (очередную) цифру на 1. Если она больше 1, то после уменьшения — сразу останов, если же младшая цифра равна 0, то вместо нее пишем 9, смещаемся влево и вновь выполняем вычитание. Если уменьшаемая цифра равна 1, то вместо нее пишем 0 и переходим в состояние q2.

Состояние q2 — после записи “0” в каком-либо разряде надо проанализировать, не является ли этот ноль старшей незначащей цифрой (т.е. не стоит ли слева от него в записи выходного слова a0).

Состояние q3 — если записанный “0” является старшей незначащей цифрой, то его надо удалить из записи выходного слова.

Те клетки, в которые машина Тьюринга никогда не попадает, оставляем пустыми.

Задание 3.

Вариант 1

Вариант 2

Реализовать на эмуляторе машины Тьюринга алгоритм вычисления функции .

Вычислите

Реализовать на эмуляторе машины Тьюринга алгоритм вычисления функции .

Вычислите

Задание 4. Дан массив из открывающих и закрывающих скобок. Построить машину Тьюринга, которая удаляла бы пары взаимных скобок, т.е. расположенных подряд “( )”.

Например, дано “) ( ( ) ( ( )”, надо получить “) . . . ( ( ”.

Автомат в состоянии q1 обозревает крайний левый символ строки.

Ключ к заданию.

  • Состояние q1: если встретили “(”, то сдвиг вправо и переход в состояние q2; если встретили “a0”, то останов.

  • Состояние q2: анализ символа “(” на парность, в случае парности должны увидеть “)”. Если парная, то возврат влево и переход в состояние q3.

  • Состояние q3: стираем сначала “(”, затем “)” и переходим в q1.

Задание 5. Оформите отчет, записав в него таблицы (программы) для машин Тьюринга из заданий №1, №3 и №4.

4

Машина Поста

☰

Машина Поста – это абстрактная (несуществующая реально) вычислительная машина, созданная для уточнения (формализации) понятия алгоритма. Представляет собой универсальный исполнитель, позволяющий вводить начальные данные и читать результат выполнения программы.

В 1936 г. американский математик Эмиль Пост в статье описал систему, обладающую алгоритмической простотой и способную определять, является ли та или иная задача алгоритмически разрешимой. Если задача имеет алгоритмическое решение, то она представима в форме команд для машины Поста.

Машина Поста состоит из …

  1. бесконечной ленты, поделенной на одинаковые ячейки (секции). Ячейка может быть пустой (0 или пустота) или содержать метку (1 или любой другой знак),
  2. головки (каретки), способной передвигаться по ленте на одну ячейку в ту или иную сторону, а также способной проверять наличие метки, стирать и записывать метку.

Текущее состояние машины Поста описывается состоянием ленты и положением каретки. Состояние ленты – информация о том, какие секции пусты, а какие отмечены. Шаг – это движение каретки на одну ячейку влево или вправо. Состояние ленты может изменяться в процессе выполнения программы.

Кареткой управляет программа, состоящая из строк команд. Каждая команда имеет следующий синтаксис:

i K j,

где i — номер команды, K – действие каретки, j — номер следующей команды (отсылка).

Всего для машины Поста существует шесть типов команд:

  • V j — поставить метку, перейти к j-й строке программы.
  • X j — стереть метку, перейти к j-й строке программы.
  • <- j — сдвинуться влево, перейти к j-й строке программы.
  • -> j — сдвинуться вправо, перейти к j-й строке программы.
  • ? j1; j2 — если в ячейке нет метки, то перейти к j1-й строке программы, иначе перейти к j2-й строке программы.
  • ! – конец программы (стоп).

У команды «стоп» отсылки нет.

Варианты окончания выполнения программы на машине Поста:

  1. Команда «стоп» — корректная остановка. Возникает в результате выполнения правильно написанного алгоритма.
  2. Выполнение недопустимой команды – нерезультативная остановка. Случаи, когда головка должна записать метку там, где она уже есть, или стереть метку там, где ее нет, являются аварийными (недопустимыми).
  3. Уход в бесконечность, зацикливание. Машина Поста в результате работы алгоритма может вообще не остановиться (никогда не дойти до команды «стоп» и никогда не завершиться аварийной ситуацией).

Элементарные действия (команды) машина Поста проще команд машины Тьюринга. Поэтому программы для машины Поста имеют большее число команд, чем аналогичные программы для машины Тьюринга.
Почему достаточно лишь два различных символа (есть метка, нет метки)? Дело в том, что любой алфавит может быть закодирован двумя знаками; в зависимости от алфавита возрастать может только количество двоичных символов в букве алфавита.

Пример работы машины Поста:

Задача: увеличить число 3 на единицу (изменить значение в памяти с 3 на 4).
Целое положительное число на ленте машины Поста представимо идущими подряд метками, которых на одну больше, чем кодируемое число. Это связано с тем, что одна метка обозначает ноль, а уже две – единицу, и т.д.
Допустим, точно известно, что каретка стоит где-то слева от меток и обозревает пустую ячейку. Тогда программа увеличения числа на единицу может выглядеть так:
1 -> 2
2 ? 1;3
3 <- 4
4 V 5
5 !
А процесс выполнения может быть таким:

Эмуляторы [Архив] — Страница 2 — Speccy

Эмуляторы [Архив] — Страница 2 — Speccy — наш выбор!

Просмотр полной версии : Эмуляторы


Страницы : 1 [2] 3
  1. Вопрос по Spectaculator
  2. Интерфейс эмулятора в коде Z80
  3. Образ HDD для Unreal
  4. +3 на эмуляторах
  5. Spectaculator.v7.0.1.1310 Keygen.and.Patch-BRD
  6. Какой эмулятор позволяет сохранять видео размером больше, чем 352х288?
  7. RealSpectrum эмулятор
  8. Как из Spectaculator`а управлять LPT1?
  9. Трудные вопросы по тактам ?
  10. Возможен ли SWF эмуль ZX Spectrum?
  11. EmuZWin перестал работать
  12. Загрузка TR-DOS в PocketZX 2alfa
  13. Какой эмулятор такое умеет?
  14. Реальная дискета
  15. Unreal Keybord Bug
  16. Эмулятор для просмотров скроллов в демо. Посоветуйте.
  17. Эмуляция Profi
  18. Нашол эмуль спека, нид хелп!
  19. Эмулятор для смартфона Нокиа 7710
  20. Xpeccy
  21. Новый глобальный эмулятор!!
  22. Нужно проэмулить Образ HDD (стоял на скорпе)
  23. Трабла с UnrealSpeccy
  24. UnrealSpeccy на PPC v 1.02
  25. посоветуйте эмулятор.
  26. как сделать без эмулятора
  27. Полосы на бордюре — принцип эмуляции
  28. Эмулятор магнитофона
  29. Залипание в Unreal
  30. Помогите со Спекулятором.
  31. UnrealSpeccy TO DO
  32. Z80 — эмулятор на эльфе под Siemens.
  33. Эмулятор для iPhone?
  34. Extended memory and SNApshots in emulators
  35. Помогите подобрать эмулятор
  36. Эмулятор SounDrive есть ваще ?
  37. BUG in SZX snapshots ???
  38. Эмулятор Speccy на JavaScript
  39. Прошивка СЕВЕР 1995 (48/128)
  40. ZXSPIN 0.7
  41. Эмули для Android
  42. Эмуляторы под Mac OS X.
  43. Где взять эмуль Spec под 80286 очень надо
  44. GP2xpectrum для Symbian Os3rd
  45. Spectaculator
  46. EmuZwin
  47. простой вопрос по real spectrum
  48. Ассемблер для стороннего редактора
  49. 3DO эмулятор Freedo
  50. Эмулятор на XBOX 360
  51. SpeXtrum for XBOX Original
  52. Немного допилил эмулятор QAOP
  53. Какой процесс раскрашивания игр в 256 цветов?
  54. UnrealSpeccy Portable
  55. UnrealSpeccyPortable
  56. QaopMobile — эмулятор для телефона, который вроде бы не тормозит
  57. SpecEmu
  58. Эмуляция музыкальных трекеров?
  59. Sinclairean — эмулятор Speccy48 для Windows
  60. Sprinter: нужна помощь
  61. Эмулятор для Mac
  62. CBI-DOS
  63. Zero
  64. Sinclairean
  65. Машина Тьюринга для Z80
  66. бардак с ROM’ами в UnrealSpeccy 0.37.3.fix4
  67. Эмулятор под Windows-7
  68. MIRROR OF REALSPECTRUM WEB
  69. раскладка клавы unreal spectrum
  70. X128 is alive!!!!
  71. z80stealth
  72. Вопрос по эмулятору (самодельному)
  73. Максимальная совместимость для Unreal Speccy
  74. Эмуль под N-GAGE QD
  75. Кворум
  76. Дистрибутив Puppy Linux для эмуляторщиков.
  77. Размер игрового экрана Spectaculator7.01.1349
  78. TCP/IP сокеты для эмуля (и для реала)
  79. Ошибочка со Spectaculator7
  80. Запись TZX/TAP в эмуляторах
  81. Как отучить UnrealSpeccy делать lock mouse?
  82. эмулятор FuseSP для WindowsMobile
  83. Spectaculator глючит
  84. эмулятор глюкалка
  85. Fuse
  86. MS-DOS и эмуляторы
  87. Эмулятор zxspectrum4.net
  88. open-source эмуляторы под .NET
  89. Не работает pause/break в unreal
  90. Геймпад в unrel
  91. Требуется помощь бета-тестера: разработал программно-аппаратный эмулятор ZX Spectrum
  92. XZX-pro
  93. Pentagon.rom
  94. Unreal, работа с диском и fast=0
  95. Помогите
  96. эмуль для пентиум1
  97. Две интересные темы задачи…
  98. Spectaculator — BASIC LLIST в текстовый файл
  99. Эмуляторы под тачфон?Есть?
  100. Unreal Speccy с трассировкой кадра
  101. Посоветуйте эмуль с отображением положения луча
  102. ZXMAK.NET 2 alpha небольшой ремикс 🙂
  103. playlist для эмулятора
  104. ZXMAK2 — Виртуальная машина ZX Spectrum
  105. EmuZWin v2.5.Как сохранить бейсик программу ?
  106. iZX — ZX Spectrum Emulator for iPhone
  107. Точный эмулятор существует ли?
  108. Emul3000
  109. Эмуляция клона Delta
  110. Эмулятор кворум 128+
  111. Как перекинуть софт на спектрум.
  112. Эмуляция ATM turbo
  113. Эмуляция клона Орель БК-08
  114. Лучший эмулятор под Alasm
  115. С эмулятора в ZxNet
  116. Карманный эмулятор ретро-игр Defender MultiMix Magic
  117. Эмулятор ZX Spectrum для iOS (iPhone, iPad, iPod Touch)
  118. JavaScript + звук
  119. Посоветуйте эмуль
  120. посоветуйте эмулятор для web сервера
  121. Nokia n9=debian+speccylinuxemulator?
  122. Эмулятор ZX Spectrum + 5000 игр к нему
  123. Qaop:HTML5 ZX Spectrum emulator
  124. максимальный размер диска, поддерживаемый tr-dos
  125. Эмулятор с выводом на принтер
  126. Запись файлов в образы
  127. Пресеты для Unreal’а
  128. В Unreal Speccy — турба
  129. Вопрос по отладчику Unreal Speccy
  130. Как измерить количество тактов в дебаггере
  131. bright на Spectaculator
  132. Вопрос писателям эмулей по графике
  133. Sound emulation ПЭВМ «БАЙТ» with КР580ВИ53
  134. Jasper: Sinclair ZX Spectrum эмулятор на Java
  135. Эмуляция AY/YM
  136. Эмуляция двухъядерного спектрума
  137. Камера в эмуляторе
  138. Эмуляторы для psp (Atari ST и Amiga)
  139. Spectrum on AVR
  140. ВИДЕО нарезать как в UNREAL?
  141. Подскажите эмуль
  142. UNREAL SPECCY — impossible open TRD files
  143. Эмулятор логарифмической линейки )))
  144. tzx образ
  145. Напомните название эмулятора
  146. Эмуляция «Байт» (тайминги, карта памяти)
  147. Эмулятор ZX-Pilot для Palm OS
  148. Xpectrum 23.341a. Эмулятор для портативных приставок MP4 Player
  149. 48k roms
  150. Тайминги Pentagon 128 🙂
  151. Unreal,редактирование в BASIC 48
  152. Spectaculator 7
  153. Эмулятор с поддержкой принтера. Есть такой?
  154. Зашита от записи в ZXMAK
  155. Подскажите эмулятор, который может юзать физический дисковод.
  156. Жизнь после DI HALT
  157. EmuStudio-ZX
  158. Эмулятор с записью видео?
  159. Z80 симулятор для PROTEUS’а …
  160. Эмуляция ATM-Turbo 2+ 0.91 с MSX-DOS
  161. Эмуляторы с поддержкой ULA+
  162. Вопрос к эмуляторщикам.
  163. Плагины/софт для TRD/SCL/HOBETA
  164. SCL vs TRD
  165. SCL vs TRD
  166. DelphiSpec (только для маньяков Delphi)
  167. Эмуляция Scorpion GMX
  168. Unreal и Mac OS X
  169. ZX DevStudio
  170. Логи выполнения
  171. Есть эмулятор способный корректно сэмулировать связку Multiface+BDI?
  172. Speccy emulator
  173. Тестирование эмуляторов
  174. Просьба к авторам эмуляторов по поводу эмуляции ВГ93
  175. Эмуляторы ZX Spectrum для Raspberry Pi
  176. NVIDIA G-SYNC
  177. А есть нормальный эмуль Спектрума для PS2?..
  178. Spectaculator + руль с педалями..
  179. Эмулятор ZX-Poly
  180. Hard + Soft = Spectrum
  181. Подскажите эмулятор с загрузкой софта непосредственно с сайтов?
  182. Тест различных эмуляторов AY
  183. Эмуляция TR-DOS — как должно быть?
  184. EmuZWin в open source?
  185. Эмуль для стариков…
  186. Спонсирование разработки эмуля с крутым отладчиком)
  187. Новый эмулятор на Javascript (jVGS)
  188. Не проходим мимо. Голосуем за развитие эмулятора!
  189. Виртуальный образ HDD в Эмуляторе
  190. Эмуляторы под Win10
  191. Ламерские вопросы по эмуляторам.
  192. Онлайн-эмуль.
  193. Посоветуйте frontend для эмулятора
  194. Пишу эмулятор Sam Coupe для FPGA
  195. Дрожжание спарайта в ZXSpin 0.7
  196. Управление эмулятором «снаружи»
  197. Ищу полноценного конкурента на замену Bulba AY Emulator
  198. Конвертация аудио беззнаковое в знаковое. Как?
  199. TR-DOS: Чтение каталога вызывает запись?
  200. Эмулятор для старой тачки
  201. Выпущена версия 2.9 beta 22 эмулятора AY.
  202. EmuZWin hack edition
  203. Всякое про эмуляторы (из темы про EmuZWin hack)
  204. Минимальный рабочий эмулятор под DOS
  205. Новый эмулятор ZX Spectrum — Спектрамин
  206. ZXBaremulator
  207. Real Spectrum и реальный дисковод
  208. Эмулятор с возможностью загрузки файлов с магнитофона.
  209. Артефакты демок в эмуляторах и на реальном Пентагоне
  210. MS-DOS
  211. Эмулятор ZX для Андроида 7
  212. Эмулятор для телевизоров Smart tv. Реально?
  213. Retro Virtual Machine [Mac OS X]
  214. ZEsarUX 9.2 Release Candidate
  215. Unreal Speccy — ошибка IM 1…
  216. Эмуляция IFF2
  217. Fuse [Haiku]
  218. кривой опрос клавиатуры в играх и эмуляторы
  219. Терминология блоков микропроцессора
  220. TileMap — ZX игры с видимостью всей карты
  221. Видео выход стандартного Spectrum
  222. Описание команд Z80: Установка флагов
  223. Эмулятор ZXEvo
  224. PyZX — эмулятор ZX Spectrum, полностью написанный на Python
  225. Новая версия эмулятора для MacOS — теперь кроссплатформ!
  226. Вопрос по эмуляторам
  227. Опкод ED ED что делает?
  228. Может ли Unreal такое?
  229. Пишу на Паскале «интерпретатор» Z80
  230. Чем создать TZX файлы в режиме ТУРБО для прошивки 48turbo.rom?
  231. Тест ещё одного видеоартефакта Пентагона
  232. ESPboy ZX48k & AY3-8910 emulator (ZX Spectrum on ESP8266 MCU)
  233. Profi Covox в Unreal играет только один канал.
  234. Общие вопросы эмуляции TR-DOS и ВГ93
  235. CSpect
  236. Эмуляция AY/YM
  237. Эмуляторы ZX Spectrum portable
  238. Общее руководство по эмуляторам
  239. DI/HALT в KOL0BOK2
  240. эмулятор спектрума и wav файл
  241. 8 оттенков серого, или ZX Spectrum48 за $3
  242. Zx spectrum128, CP/M 2.2 и терминал на STM32F407
  243. General sound 512 emulation
  244. [VIDEO] How to create the ZX UNO with Virtual Retro Machine
  245. Anyone know how to use the EmuZWin emulator
  246. Bacteria
  247. Чем получить запись (карту) использования памяти?
  248. Эмулятор ZXMAK2
  249. Консольный эмулятор под Винду или Линукс
  250. Unreal Speccy жрёт ЦП

Powered by vBulletin® Version 4.2.5 Copyright © 2021 vBulletin Solutions, Inc. All rights reserved. Перевод: zCarot

Эмулятор «Бомбы» Тьюринга на Raspberry Pi и Arduino

«Энигма» — это серия немецких электромеханических роторных шифровальных машин, которые использовались с двадцатых годов прошлого века. В том числе время активной передачи зашифрованных на «Энигме» сообщений попадает на период Второй мировой войны. В связи с этим появилась огромная практическая ценность взлома шифрования «Энигмы».

Для взлома кодов «Энигмы» польское Бюро шифров разработало Криптологическую бомбу, с помощью которой осуществлялся взлом сообщений. Всего было создано шесть машин под шесть комбинаций роторов, которые имели ограниченную сферу применения из-за специфичности условий, предъявляемых к зашифрованному сообщению. Машины быстро потеряли смысл с вводом новых роторов, а создать ещё 54 «бомбы» у польской стороны не было ресурсов. После этого пришлось вернуться к ручным методам — листам Зыгальского. С учётом польских наработок была создана более совершенная Bombe, электромеханическая машина, которую чаще всего связывают с личностью Алана Тьюринга. Всего было построено порядка полутора сотен британских «бомб». После окончания Второй мировой войны почти все «Бомбы» были уничтожены по соображениям секретности.

Хотя в свободном обращении есть документация по устройству «бомб», успешные попытки воссоздать «Бомбу» можно пересчитать по пальцам одной руки. Это, к примеру, работоспособная реконструкция Bombe Rebuild Project команды любителей под руководством Джона Харпера. На создание реплики ушло 13 лет. Вчера в сети свой куда более скромный проект опубликовал любитель из Новой Зеландии. Это эмулятор из трёх роторов. В реальной «Бомбе» было 26 соединённых между собой троек.

В «Энигме» использовался полиалфавитный шифр, наиболее известным примером которого является шифр Вижинера. Можно вкратце описать принцип работы шифра как динамический шифр Цезаря, в котором глубина сдвига меняется по определённому алгоритму. Сердцы «Энигмы» — это три ротора, хотя позднее создавались и экземпляры с четырьмя. На каждом из роторов с двух сторон нанесены 26 контактов, соответствующие буквам алфавита. Электрические соединения дорожек между контактами не идут по прямой, они отличаются от ротора к ротору. Роторы можно вынимать, менять их расположение или вставлять другие роторы из набора. С января 1939 года в сухопутных войсках и авиации набор состоял из 5 роторов, что давало 60 комбинаций, а во флоте — 8 (336 комбинаций).

Дополнительной мерой является использование коммутационной панели. Электрические соединения проводами на панели спереди машины позволяют менять буквы по парам: A становится R, а R — A. Для чтения сообщения нужно знать положение роторов на шпинделе, какие роторы и отражатель из набора использовались, код шифрования (3 символа латинского алфавита) и положения проводов на коммутационной панели. В некоторых версиях вводились другие меры: отражатель тоже вращался, использовалось большее количество роторов и так далее.

После нажатия на клавишу ток проходил по электрическим дорожкам от клавиши, по контактам на коммутационной панели, через три ротора с различным положением дорожек, возвращался через отражатель и повторно через три ротора. Затем зажигалась лампочка на панели с соответствующей буквой шифра. Как минимум один ротор совершал движение, меняя шифр для шифрования следующей буквы. Роторы вращались подобно секундной, минутной и часовой стрелке в механических часах: быстрый правый ротор совершал полный оборот, а затем движение совершал средний. После полного оборота среднего движение совершал самый медленный левый.

«Бомба» помогала установить возможные настройки «Энигм» в немецких войсках. Она не выдавала готовые сообщения. Для завершения работы требовался всё тот же ручной труд. «Бомбы» помогали сократить число возможных решений до допустимого и доступного для обработки.

Чтобы расшифровывать сообщения требовались так называемые «подсказки». Осуществлялась атака на основе открытых текстов (known-plaintext attack): зашифрованный текст проверялся на возможность содержания знакомых слов и фраз. Нахождение «подсказок» требовало знания немецкого военного слэнга и стиля общения операторов связи. Немалую роль сыграла конструкция отражателя: буква никогда не могла быть зашифрована сама в себя. После выбора подсказки составлялось так называемое «меню», программа поиска возможных решений. Прогон «меню» прерывался остановками с решениями-кандидатами, которые затем проверялись. Обычно до нахождения правильного случалось много остановок с неправильными решениями.

Любитель из Новой Зеландии воссоздал «Бомбу». Вернее было бы сказать, что он воссоздал эмулятор одного из 26 блоков дешифровальной машины. Созданное устройство компактно — его можно поставить на стол. Вычисления выполняются на Raspberry Pi 2. Устойство даже не скрывает это: результат выводится до окончания движения роторов. Три барабана одинакового цвета (в оригинале они имели специальные цвета по выполняемой задаче) вращаются сугубо для косметического эффекта. Но они делают это очень убедительно и с той же скоростью, что и оригинал. За процессом приятно наблюдать.


В видеоролике запускается то самое «меню» с докладом о погоде, которое использовали для демонстрации реальной «Бомбы». Легко понять, почему: оно наглядно.

Проекту помогали руководитель команды по созданию полноценной реплики Джон Харпер и несколько других экспертов. Сначала любитель создал часы-бомбу — полнофункциональную версию машины для взлома «Энигмы», которую можно носить на запястье.

Внутри настольной «Бомбы» находится плата Raspeberry Pi 2, Arduino, свинцово-кислотный аккумулятор на 12 вольт и вольтметр. Эмулятор потребляет немало энергии и легко вытягивает по 1,5—2 ампера. Изначально софт для работы писался на Basic, но позднее его портировали на С++. Raspberry Pi 2 соединяется с Arduino и управляет тремя шаговыми электродвигателями. Arduino сообщает плате Raspeberry Pi 2 позицию двигателей в виде серии импульсов, чтобы их можно было остановить в нужный момент. На боку расположен жидкокристаллический дисплей, который играет роль механического индикатора оригинальной «Бомбы». Кнопки начала работы и прерывания расположены спереди как у реального образца.

Корпус выполнен из стали толщиной 0,8 мм, а барабаны в масштабе 3/4 — из обычных консервных банок. Все части устройства сделаны вручную. Масса составляет порядка 10 килограммов. Файлы с «меню» подгружаются с флэшки, которую можно вставить, открыв крышку сзади. Также сбоку расположен сетевой порт для мониторинга работы эмулятора. В работе устройство шумит двигателями, хотя громкость не сравнить с шумом реальной «Бомбы».

Автор обещает опубликовать исходный код программы устройства, хотя без существующего в единственном экземпляре «железа» его не на чем запускать. Остаётся пожелать автору не приносить его творение в школу и уж тем более не объяснять при аресте, что это такое.

Страница проекта с фотографиями
Онлайн-симулятор «Бомбы» Тьюринга

Автор: atomlib

Источник

Визуализация машины Тьюринга

Формальное определение машины Тьюринга имеет небольшие вариации, но по сути представляет собой кортеж (упорядоченный список), содержащий

  • штатов Q
  • начальное состояние q₀ & in; Q
  • входной алфавит Σ
  • ленточный алфавит Γ, где Σ & substeq; Γ
  • пустой символ b & in; Γ
  • переходная функция δ, имеющая тип Q × Γ & rightarrow; Γ × {L, R} × Q

где Q, Σ и Γ — конечные непустые множества.Некоторые определения также требуют, чтобы пустой символ не был частью ввода (b ∉ Σ).

В качестве примера формальное описание машины «двоичного приращения» выглядит следующим образом:

Q = {правильно, неси, готово}
q₀ = правый
Σ = {1, 0}
Γ = {1, 0, »}
b = »

δ (справа, 1) = (1, R, справа)
δ (справа, 0) = (0, R, справа)
δ (вправо, ») = (», L, перенос)
δ (перенос, 1) = (0, L, перенос)
δ (перенос, 0) = (1, L, готово)
δ (перенос, ») = (1, L, готово)

Обратите внимание, что для простоты симулятор ограничивает каждый символ одним символом.Кроме того, ввод не проверяется на соответствие входному алфавиту, в обмен на отсутствие необходимости определять входной и ленточный алфавиты.

(При желании поведение машины Тьюринга можно описать математическими терминами. Не вдаваясь в подробности, это включает определение того, как конфигурация машины — ее состояние, содержимое ленты и положение головки ленты (текущая ячейка) — приводит к следующей конфигурации на основе функции перехода.Для начала, содержимое ленты можно определить как функцию от целых чисел до символов, с положением головы как целое число, и каждое движение {L, R} добавляет -1 или +1 соответственно к положению головы.)

Онлайн-симулятор машины Тьюринга

Все команды разделяются запятой. ,
Объявить начальное состояние машины

Используйте начальное ключевое слово .
Например: initial q0 объявляет q0 как начальное состояние.

Объявить состояние принятия

Используйте ключевое слово accept .
Например: accept qa объявляет qa как состояние принятия.

Объявить состояние отклонения (необязательно)

Используйте ключевое слово reject .
Например: reject qr объявляет qr как состояние отказа.

Кортежи
Кортеж состоит из следующих элементов:
  1. текущее состояние
  2. символ чтения (усечено до первого символа)
  3. следующее состояние
  4. символ записи (усечено до первого символа)
  5. направление l (или -1 ) означает влево, r (или 1 ) означает право
Например, кортеж Q0 a Q1 br означает: когда вы находитесь в состоянии Q0 и вы сталкиваетесь символ «a» на ленте, переключитесь в состояние Q1, напишите «b» на ленте и двигайтесь вправо.

Вызов одной машины с другой

Вы можете создать несколько машинных программ и вызывать одну машину с другой.
  1. Создайте новую программу с помощью кнопки «Новая программа».
  2. Объявите начальное состояние машины, состояния принятия / отклонения и кортежи в соответствии с вашими потребностями.
  3. Дайте этой программе имя, например IS_EVEN
  4. Теперь, чтобы вызвать IS_EVEN с другого компьютера, используйте команду exec .
    Например, если вы хотите, чтобы IS_EVEN вызывался, когда вы находитесь в состоянии q1 и читаете 0 вы должны использовать q1 0 exec IS_EVEN .
Указание состояния родительской машины после выполнения дочерней машины (необязательно)
Вы можете указать состояние родительской машины после того, как дочерняя машина завершила выполнение, в зависимости от того, приняла или отклонила дочерняя машина.

Например, следующая команда выполняет машину IS_EVEN, а затем переключается в состояние Qeven, если IS_EVEN принял:
q1 0 exec IS_EVEN Qeven

Кроме того, следующая команда переключается в состояние Qe, даже если IS_EVEN принял или Qodd, или если IS_EVEN отклонил:
q1 0 exec IS_EVEN Qeven Qodd

Если для сценария принятия или отклонения не указаны состояния, родительская машина сохраняет последнее состояние дочерней машины.

Машина Тьюринга — Esolang

Не путать с машиной Тьюринга.

Машина Тьюринга — это воображаемая машина, разработанная Аланом Тьюрингом, которая выполняет вычисления. Он состоит из конечного автомата (часто называемого его «механизмом управления»), подключенного к неограниченной ленте, которую можно перемещать влево и вправо, с которой можно читать символы и на которую символы могут быть записаны.

Универсальная машина Тьюринга — это машина Тьюринга с механизмом управления, сконструированным таким образом, что она может моделировать любой другой механизм управления машиной Тьюринга, если этот механизм закодирован на ленте до начала выполнения.(В некотором смысле универсальная машина Тьюринга — это просто сокращение от наличия произвольной машины Тьюринга, доступной для конкретной проблемы, которую вы решаете.)

Машины Тьюринга имеют большое значение с точки зрения вычислений, потому что, хотя было показано, что многие системы вычислений могут решать только подмножество вычислительных задач, которые может решить данная машина Тьюринга, ни одна система вычислений никогда не показывала, что может решить вычислительная проблема, которую не может сделать машина Тьюринга.

Кроме того, еще не разработан четко определенный алгоритм, который бы явно не выполнял универсальная машина Тьюринга.Это привело к тезису Черча-Тьюринга, в котором говорится (примерно), что машины Тьюринга являются механическими воплощениями (что мы интуитивно понимаем как) эффективно вычислимых алгоритмов. Другими словами, машина Тьюринга может производить любые вычисления, для которых возможно точно определить алгоритм.

С момента изобретения машин Тьюринга в работе Алана Тьюринга было показано, что многие другие системы эквивалентны им. (Фактически, некоторые из этих систем, такие как лямбда-исчисление, комбинаторная логика и постканонические системы, появились еще до машины Тьюринга.) Таким образом, машины Тьюринга определяют вычислительный класс эквивалентных систем; эти системы называются полными по Тьюрингу.

По всем этим причинам часто бывает интересной и / или ценной задачей показать, что эзотерический язык программирования эквивалентен (или нет) машине Тьюринга.

Внешние ресурсы

Машина Тьюринга

Машина Тьюринга — это простейшая форма компьютера. Концепция была изобретен Аланом Тьюрингом в 1936 году. Это был первый изобретенный компьютер (на только бумага).

I. Принципы машины Тьюринга.

В своей простейшей форме машина Тьюринга состоит из «ленты», лента из бумаги неопределенной длины. Есть «голова», которая умеет читать символа, выберите запись нового символа на место, а затем переместите его влево или вправо. Говорят, что машина Тьюринга находится в определенном «состоянии». Наконец, программа — это список «переходов», то есть список, который говорит, что при заданном текущее состояние и символ в данный момент под заголовком, что должно быть написано на лента, в каком состоянии должна идти машина и должна ли двигаться голова влево или вправо.

Лента используется для хранения данных. Кроме того, он также может хранить серия переходов (небольшие программы) и, таким образом, голова может работать «подпрограммы». Затем мы говорим, что машина Тьюринга имитирует другую. (тот, что на ленте).

По аналогии с современными компьютерами, лента является память и голова микропроцессор.

Хотя он состоит из довольно простые возможности, Тьюринг утверждал, что эта простая машина может выполнял любые вычисления, то есть мог реализовать все, что является результатом операции.В 1950 году он обсуждал, что разум — это результат операций (на нейронном уровне) и, таким образом, является создателем искусственного исследования интеллекта.

Примеры см .:

msthemelist msthemelist msthemelist msthemelist msthemelist msthemelist msthemelist>

Один из способов узнать, что простой Механизм имеет те же вычислительные возможности, что и машина Тьюринга для посмотрим, сможет ли он имитировать машину Тьюринга. Только эти механизмы мощные достаточно.Косвенно это показывает, что люди также являются машинами Тьюринга, поскольку мы можем подражать им.

II- Автомат с Приложением.

Я решил реализовать в Lego немного другую версию оригинала. Машина Тьюринга. Вместо двунаправленной ленты используется стопка. Когда символ под стопкой считывается (и удаляется), машина меняет «состояния» и может добавлять ноль, один или два символа поверх стека.

Это вариации могут быть очень разными, но можно показать, что этот простой машина имеет те же возможности, что и машина Тьюринга.Помимо прочего, это может имитировать машину Тьюринга, помещенную в стек.

Я запрограммировал небольшой интерфейс (через базу данных Access, поэтому Microsoft Access должен быть установлен на ваш компьютер), чтобы войти в простой тестовый автомат с добавлением (AWA или AAA в Французский язык). Перейдите по этой ссылке, чтобы загрузить демо: AAA.zip.

Один причина построить автомат с добавлением вместо оригинальной машины Тьюринга заключалась в том, что я избегал создания двунаправленной (почти) бесконечной ленты.

III- Сборка автомата с LEGO

Это оказался очень сложный проект, так как, помимо прочего, конструкция должна быть «двоичной», то есть, чтобы иметь возможность доставить один и только один символ на вершине стека, чтобы вытащить один и только один символ из-под стопки, и это на неопределенный период времени. В себе, добавить символ не так сложно, но сделать это с помощью «двоичного» точность — совсем другое дело.

а) условные обозначения

Сами символы состоят из цилиндры. Используя пластины, я могу кодировать в двоичном формате, чтобы цилиндр ниже был (1,0,1) или цифру 5. Этот вид штрих-кода легко читается при свете детектор.

б) память

Стопка представляет собой небольшую полую башню, в которую символы могут падать горизонтально. это следовательно, «компактная» память, содержащая около 10 байт на 6 дюймов! Еще одна трудность состоит в том, чтобы символы всегда оставались горизонтальными, что подразумевает равное трение везде.Ниже показан один раздел, но многие могут быть связаны вместе. Я использовал две секции (так как у меня почти закончились балки в таком случае).

в) читатель

читатель находится внизу памяти. Это механизм, предназначенный для изгнания одного символа вовремя. Выброшенный символ проходит перед световым датчиком (не показан), поэтому что штрих-код можно прочитать.

Это состоит из нижней части стека памяти и рычага (показан на сторону), которая подталкивает символ выключен, включается и выключается красной осью.

г) штабелеукладчик

Укладчик находится вверху. Его цель — разместить новые символы в стеке. Возможно, это самая сложная часть автомата. Только один банк показан на картинке, но 5 реально реализованы (см. картинки ниже).

Это работает с использованием двух синих лезвий. Каждый раз, когда лезвия поворачиваются на 90 градусов, один символ падает из памяти в стек.

Чтобы повернуть ровно на 90 градусов я использовал датчик вращения, описанный в разделе «Вращение датчик », подключенный к красной оси для каждой банки.

Так как в полном объеме реализация, есть 5 банков, правильный банк не контролируется напрямую от RCX, у которого всего три выхода. Следовательно, селектор требуется, чтобы можно было выбрать с помощью одного двигателя, какой из (до 5) выходов должен быть активирован. Я использовал третий дизайн со страницы на моем 2-7 мультиплексоры.

электронное соединение

Все представленные выше дизайны доступны в файлах LDRAW:
а- символ: символ.dat
б- память: memory.dat
c- читалка: reader_b.dat, reader_a.dat
d- укладчик: provider.dat и датчик вращения: rotation3.dat
e-селектор: multi_v3.dat

IV- Программирование

Ну, эта машина Тьюринга не совсем механическая … Я использовал RCX, чтобы сохранить таблицу переходов. Поскольку символы представляют собой штрих-коды, считываемые с помощью лампочки детектор, было бы очень трудно продолжить физический механизм.

Требуются три подпрограммы, одна для выбора символа для предоставить поверх памяти один, чтобы повернуть провайдер на четверть оборота, и один, чтобы вытащить один символ из нижней части памяти (читая его в дороге).

Эти процедуры были запрограммированы с помощью PRO-BOT.

Подпрограмма Stacker поворачивает провайдер на четверть оборота. Он использует датчик, который поворачивает выключено, затем включено:

Объявить укладчик ПОСТОЯННАЯ 2
Объявить стек ДВИГАТЕЛЬ 1
Объявить ДАТЧИК укладки 0
Объявить stacker_duration CONSTANT 10
SetSensorType (наложение, SWITCH_TYPE)
BeginOfSub (укладчик)
На (стопке)
Пока (штабелирование = открыто)
КонецWhile ()
Подождите (stacker_duration)
Пока (сложение = закрыть)
КонецWhile ()
Подождите (stacker_duration)
Выкл. (Стек)
EndOfSub ()

Вторая подпрограмма выбирает, какой символ предоставить.Оно использует две глобальные переменные, одна из которых указывает текущее местоположение, а другая которые указывают, какой символ является желаемым. Он сравнивает фактическое положение с желаемое положение и переместите двигатель Выберите соответственно:

BeginOfSub (Выбор)
{если нужно что-то сделать}
If (objective <> actual_pos)

{решить, в какую сторону, назад или вперед}
Если (цель <фактических_позиций)
SetRwd (выбрать)
Остальное
SetFwd (выбрать)
EndIF ()

{выполнять движения в течение нужной продолжительности}
Пока (фактическая_позиция <> цель)
SetVar (select_duration, next_step)
{если это последний или первый символ}
Если (actual_pos = nrnotch)
SetVar (select_duration, first_step)
EndIF ()
Если (actual_pos = CONSTANT, 1)
SetVar (select_duration, first_step)
EndIF ()

{переместите одну метку}
Вкл. (Выбрать)
Подождите (select_duration)
Выкл. (Выбрать)

{обновить фактическое положение}
Если (цель <фактических_позиций)
Вложенная переменная (фактическая позиция; ПОСТОЯННАЯ; 1)
Остальное
SumVar (фактическая_позиция; ПОСТОЯННАЯ; 1)
EndIF ()

EndWhile ()
EndIF ()
Воспроизведение (400,20)
EndOfSub ()

Последняя подпрограмма Reader удаляет один символ снизу стек памяти, читая его по ходу дела, возвращая в переменной Symbol количество черных полос на нем:

Declare Reader CONSTANT 4
Объявить прочитанным ДВИГАТЕЛЬ 2
Объявить чтение ДАТЧИК 2
Объявить reader_duration CONSTANT 19
Объявить gray_luminance ПОСТОЯННОЙ 700
Объявить couleur VARIABLE 30
Объявить символ ПЕРЕМЕННАЯ 29
Объявить read_timer ТАЙМЕР 0
BeginOfSub (Читатель)
{0-initialise}
SetVar (символ, константа, 1)
SetVar (couleur, черный)

{a- вытащить}
ClearTimer (таймер чтения)
(Читать)
Пока (read_timer КонецWhile ()
AlterDir (чтение)

{b- нажмите, чтение символа}
ClearTimer (таймер чтения)
Пока (read_timer Если (couleur = белый)
Если (чтение> gray_luminance)
SetVar (couleur, черный)
SumVar (символ, константа, 1)
EndIF ()
EndIF ()
Если (couleur = черный)
Если (чтение SetVar (белый, белый)
EndIF ()
EndIF ()
КонецWhile ()
AlterDir (читать)
Выкл. (Чтение)

{c- убрать два для черного считывателя}
SubVar (символ, константа, 2)

EndOfSub ()

Полный список исходного кода представлен в этом текстовом файле: AAA.rcp.

Эти три процедуры — это строительные блоки, используемые в основной программе, которая запускает автомат. Основная программа может быть автоматически сгенерирована демонстрационной программой. указано ранее, AAA.mdb.

V- Полный пример: проблема AxnBxn.

Предположим, очень простая задача, которую мы хотим решить с помощью автомата. Мы нужна система, которая может решить, стоит ли количество букв A в начале входных данных (в стеке памяти) совпадает с количеством следующих B А.Символ # обозначает конец ввода.

Простой способ запрограммировать автомат — это (i) прочитать первый A, (ii) все последующие A помещаются обратно в верхнюю часть стопки, (iii) для чтения сначала B, (iv) все оставшиеся B помещаются обратно на вершину стопки, и (v) как только будет достигнут конец ввода, поместите его обратно на вершину стека и начните программа снова на полученном входе. По сути, он создает новый ввод, который имеет на один A и на один B меньше, чем исходный вход.

Простой способ изобразить автомат — это следующая диаграмма:

Где знак> рядом с q 0 указывает начальное состояние, а двойной линия вокруг q exit указывает состояние приема, то есть вход было адекватным. Ветви зависят от символа, найденного в памяти (в низ стопки). Иногда есть указание «стопка A» это означает, что автомат добавляет символ поверх памяти.

Хотя эта наглядная диаграмма удобна для визуализации работы AxnBxn автомат, они обычно представлены с помощью таблицы переходов, как показано ниже:

(q0, #) -> (ничего), (ничего), qExit
(q0, a) -> (ничего), (ничего), q1
(q1, a) -> a, (ничего), q1
(q1, b) -> (ничего), (ничего), q2
(q2, #) -> #, (ничего), q0
(q2, b) -> b, (ничего), q2

где (ничего) означает, что в стек ничего не добавляется.Вы можете проверить, что оба представление имеют то же значение.

Программа RCX, которая будет запускать этот автомат, генерируется демонстрацией AAA.mdb программа, и результат:

{Отображение внутренних состояний на числовое значение:}
Объявить q0 ПОСТОЯННЫМ 0
Объявить q1 ПОСТОЯННОЙ 1
Объявить q2 ПОСТОЯННАЯ 2
Declare qEx CONSTANT 3

{Отображение внутренних символов на ряд баров (и банков):}
Объявить # CONSTANT 0
Объявить ПОСТОЯННУЮ 1
Объявить b CONSTANT 2

SetVar (State = q0) {начальное состояние}
Пока (Состояние <> qEx) {состояние завершения}
GoSub (Reader) {читает один символ, распаковывая его по пути}

If (State = q0)
Если (Символ = #)
SetVar (State, qEx) {новое состояние}
КонецIf ()
EndIf ()

Если (State = q0)
Если (Символ = a)
SetVar (State, q1) {новое состояние}
КонецIf ()
EndIf ()

Если (Состояние = q1)
Если (Символ = a)
SetVar (Objective = a) {складывает один символ}
GoSub (Selecter)
GoSub (укладчик)
SetVar (State, q1) {новое состояние}
КонецIf ()
EndIf ()

Если (Состояние = q1)
Если (Символ = b)
SetVar (State, q2) {новое состояние}
КонецIf ()
EndIf ()

Если (State = q2)
Если (Символ = #)
SetVar (Objective = #) {складывает один символ}
GoSub (Selecter)
GoSub (укладчик)
SetVar (State, q0) {новое состояние}
КонецIf ()
EndIf ()

Если (State = q2)
Если (Символ = b)
SetVar (Objective = b) {складывает один символ}
GoSub (Selecter)
GoSub (укладчик)
SetVar (State, q2) {новое состояние}
КонецIf ()
EndIf ()

EndWhile () {конец основного цикла}

Эта программа сохранена AAA.mdb под именем AAA_2.rcp, который автоматически вставляется в глобальную программу AAA.rcp.

IV- Моя реализация

Вот окончательный результат:

Not совсем маленький, и цвета не совсем совпадают (у меня едва хватает LEGO, чтобы сделать все ;-)).

Ниже представлены более подробные сведения, разбитые на три картинки. Нажмите увеличить.

Вид на штабелеукладчик с 5 банками.Напротив банки являются датчиками вращения.
Вид на селектор, мультиплексор от 2 до 7, который может выбирать один из 5 банка. Под ним находятся два мотора, которые его контролируют.
Вид считывателя сзади с RCX сбоку. Мы можно увидеть сквозь лучи памяти несколько сложенных символов, готовых к чтению.

IIV: Чему мы можем научиться у машин Тьюринга?

Главный вопрос связан с искусственным интеллектом.Машина Тьюринга может выполнять любые вычисления. А мозг выполняет вычисления? Если так, можно вообразить однажды компьютер, у которого будет такой же когнитивный возможностей, чем у человека. Мы могли поговорить с ним, он мог открыть для себя новые понимание физики, о человеческой природе … Подробнее см. в журнале Loebner Приз.

Симулятор бомбы Тьюринга

Бомба Тьюринга и симулятор бомбы ВМС США Впервые создан для 2012 года Алана Тьюринга: празднования столетия жизни и творчества Алана Тьюринга.

Обновлен 2020 до симулятора на основе HTML5 вместо Adobe Flash. Обновлено 2019 с добавленной симуляцией криптоаналитической бомбы ВМС США.

Введение

Помимо того, что он оказал большое влияние на создание современной информатики и информатики, Алан Тьюринг также работал над взломом кода в условиях большой секретности во время Второй мировой войны.

Хотя Тьюринг много лет после войны хранился в секрете, он работал над взломом печально известного немецкого шифра «Энигма» в Блетчли-парке недалеко от Милтон-Кейнса, Англия.

Тьюринг и команда математиков и инженеров сконструировали электромеханическую машину, которая использовала некоторые специфические недостатки шифра Enigma. Эта машина получила название «Бомба Тьюринга» и была основана на идее польских криптографов.

ВМС США, заинтересованные в защите конвоев в Атлантическом океане, начали разработку бомбы для взлома «Энигмы», используемой немецким флотом. Группу разработчиков возглавил Джозеф Деш из NCR, а в 1942 году Алан Тьюринг посетил Дейтон, штат Огайо, где разрабатывался дизайн бомб ВМС США.

Бомбы ВМС США были очень быстрыми, они могли совершить полный оборот с четырьмя винтами примерно за 20 минут. При обнаружении остановки бомба останавливалась и перематывалась в положение остановки. Затем автоматически будет проведена серия тестов, и в случае их прохождения соответствующая информация будет распечатана на бумаге. Затем бомба ВМС США перезапустится и продолжит поиск. Настроить меню на бомбе ВМС США также было проще по сравнению с бомбой Тьюринга. В 2018 году мы написали статью о бомбе ВМС США и симуляторе.Эта статья была представлена ​​на первой международной конференции по исторической криптологии HistoCrypt в Упсальском университете. Статья опубликована издательством Linköping University Electronic Press. Мы постарались сделать симулятор бомбы максимально достоверным с исторической точки зрения. Конечно, могут быть различия, о которых мы не подозреваем.


Симулятор


Нажмите здесь, чтобы получить доступ к симулятору бомбы Тьюринга

Примечание: Текущий симулятор на основе HTML5 является бета-версией и может содержать некоторые ошибки.Если вы хотите использовать предыдущую версию симулятора на основе флэш-памяти, вы можете сделать это, нажав здесь

Попробуйте сами

Чтобы получить представление о том, как выглядит бомба Тьюринга в действии, вы можете загрузить этот пример файла: us6812_1.bmb.
Загрузите его в симулятор и нажмите кнопку запуска (слева из двух кнопок на передней панели). Бомба должна перейти в действие и, наконец, остановиться с золотыми барабанами индикатора на BUO , а сбоку обозначить букву L .

Также есть файл с примером для использования с симулятором бомб ВМС США. Загрузите этот файл (navy.bmb в симулятор и нажмите кнопку пуска на передней части бомбы ВМС США. Бомба должна запуститься и распечатать все возможные штекеры, найденные для остановки.


Учебник по бомбе Тьюринга

Как я могу использовать симулятор бомбы Тьюринга для взлома сообщения, закодированного в Enigma? Нам время от времени задают этот вопрос, и, поскольку процесс несколько сложен, мы решили написать руководство о том, как это можно сделать.Сейчас он доступен в виде PDF-файла. Щелкните документ слева, чтобы прочитать руководство.

Большое спасибо Джерри Маккарти за корректуру и предложения по улучшению!

Учебное пособие по бомбардировке ВМС США

Вскоре вы можете найти здесь руководство, описывающее, как использовать бомбу ВМС США, чтобы сломать зашифрованное сообщение с четырьмя роторами Enigma.


Вызов

Если вы хотите попытаться разбить больше сообщений, Вали Попа из Румынии любезно построил для этой цели ряд задач.На данный момент существует двадцать сообщений Enigma со шпаргалками. В будущем будет опубликовано больше упражнений с разным уровнем сложности.

Мы опубликуем имена первых трех человек, которые решат каждую задачу. Если вы хотите принять участие, отправьте нам электронное письмо с правильным решением. Будьте внимательны, отмечая, какое упражнение вы решили (1а, 1б и т. Д.). См. «Свяжитесь с нами» ниже для адреса электронной почты.

Победители конкурса

Вызов Победитель Дата Второй Дата Третий Дата
1a Грег Эймс 12.01.2019 Джордж Ласри 04.02.2019 Луиджи Томелли 2019-02-06
1б Грег Эймс 12.01.2019 Джордж Ласри 04.02.2019 Луиджи Томелли 2019-02-07
1c Грег Эймс 13.01.2019 Джордж Ласри 04.02.2019 Луиджи Томелли 2019-02-07
1д Грег Эймс 2019-01-15 Джордж Ласри 04.02.2019 Луиджи Томелли 2019-02-07
1e Джордж Ласри 04.02.2019 Луиджи Томелли 16.02.2019 Питер Колер 2019-04-08
2a Грег Эймс 17.01.2019 Джордж Ласри 2019-02-05 Луиджи Томелли 09.02.2019
2b Джордж Ласри 2019-02-03 Луиджи Томелли 09.02.2019 Питер Колер 2019-04-25
2c Грег Эймс 2019-01-22 Джордж Ласри 2019-02-06 Луиджи Томелли 14.02.2019
2д Джордж Ласри 2019-02-03 Луиджи Томелли 14.02.2019 Питер Колер 2019-04-25
2e Джордж Ласри 04.02.2019 Питер Колер 2019-05-01 Дэн Жирар 2019-06-15
3a Джордж Ласри 2019-02-02 Луиджи Томелли 18.02.2019 Питер Колер 2019-05-04
3b Грег Эймс 27.01.2019 Джордж Ласри 2019-02-07 Питер Колер 2019-05-14
3c Джордж Ласри 04.02.2019 Питер Колер 2019-05-05 Дэн Жирар 2019-06-15
3d Джордж Ласри 2019-02-03 Дэн Жирар 31.03.2019 Питер Колер 2019-05-23
3e Джордж Ласри 2019-02-03 Луиджи Томелли 2019-02-23 Дэн Жирар 2019-04-01
4a Джордж Ласри 2019-02-05 Дэн Жирар 12 февраля 2019 г. Питер Колер 2019-05-14
4b Дэн Жирар 2019-02-07 Джордж Ласри 2019-02-07 Питер Колер 2019-05-16
4c Дэн Жирар 09.02.2019 Питер Колер 2019-05-15 Джордж Ласри 2021-02-01
4д
4e Дэн Жирар 2019-04-01
5a
5b
5c Дэн Жирар 2019-02-19
5д Дэн Жирар 2019-06-15

Инструкции Краткое знакомство с элементами управления

Передняя бомба ВМС США

Нажмите на группу ротора, чтобы выбрать ее.Чтобы повернуть ротор, просто щелкните и перетащите мышью большую версию выбранного банка ротора, видимую справа. Чтобы сменить ротор, щелкните ротор, который вы хотите изменить, на большом экране выбранного ряда роторов. Обратите внимание, что это изменяет соответствующий ротор во всех рядах роторов, как спереди, так и сзади бомбы. Щелкните переключатель банка, чтобы выбрать его. Справа будет виден большой вид переключателя банка. Щелкните и перетащите эти более крупные переключатели, чтобы указать, к какой букве на диагональной плате будут подключены вход и выход соответствующего банка ротора.Чтобы запустить бомбу, щелкните панель кнопок на передней панели и щелкните кнопку запуска.

Спинка бомбы ВМС США

Задние блоки ротора работают так же, как и передние. Чтобы подключить кабели принтера, сначала щелкните панель диагональной платы в левом верхнем углу, это откроет увеличенное изображение. Чтобы подключить или отключить кабель принтера, щелкните соответствующий разъем.

Передняя бомба Тьюринга

Нажмите на группу ротора, чтобы выбрать ее.Чтобы повернуть ротор, просто щелкните и перетащите мышью большую версию выбранного банка ротора, видимую справа. Чтобы изменить ротор, выберите группу ротора и нажимайте кнопку со стрелкой, пока нужный ротор не окажется на месте. Чтобы скопировать набор роторов во весь банк, нажмите кнопку «Копировать в цепочку». Чтобы скопировать набор роторов во все три банка, нажмите кнопку «Копировать во все»

Чтобы запустить или остановить бомбу, выберите панель кнопок на передней панели и нажмите нужную кнопку.


Бомба Тьюринга левая

На этом виде показаны три отражающие панели, установленные для трех рядов роторов бомбы.Чтобы заменить отражающую панель, просто нажмите на нее, пока нужная панель не окажется на месте.


Бомба Тьюринга правая

Слева вид сбоку бомбы в миниатюре. Щелкните и перетащите красный прямоугольник, чтобы изменить, какая часть будет видна в увеличенной версии справа. Кнопки , и , рычаг с правой стороны, нажимаются. Рычаг используется для перезапуска бомбы после обнаружения остановки.


Спинка бомбы Тьюринга

Задняя часть бомбы содержит несколько гнезд.Они могут быть соединены с помощью кабелей или мостовых соединителей. Щелкните пустое гнездо, чтобы создать кабель или мостовой соединитель. Перетащите другой конец только что созданного кабеля в желаемое гнездо назначения.


Enigma 3 и 4

Доступны две версии немецкой машины Enigma: обычная трехроторная версия и более экзотическая четырехроторная версия.

Щелкните и удерживайте клавишу на клавиатуре (либо с помощью мыши, либо на клавиатуре компьютера), чтобы зашифрованная буква загорелась на панели индикаторов над клавиатурой.Чтобы изменить настройку ключа, щелкните и потяните за зубчатый выступ соответствующего ротора. Чтобы изменить настройку кольца, откройте верхнюю крышку Enigma, щелкнув одну из кнопок, расположенных справа и слева от клавиатуры. Затем, , удерживая клавишу SHIFT , поверните сердечник ротора относительно кольца. Появится удобная всплывающая подсказка, которая поможет вам выяснить, какие настройки кольца у вас установлены.

Чтобы заменить роторы или отражатель, откройте верхнюю крышку Enigma и перетащите нужные детали в / из ящика для хранения ротора.

Щелкните кнопку Enigma второй раз или разъемы в нижней части Enigma, чтобы получить доступ к плате разъемов на передней панели Enigma. Подключите кабели в соединительной плате, перетащив штекеры в нужные гнезда.


Проверочная машина

Поверните роторы, щелкнув и перетащив их в желаемое положение. Чтобы изменить настройку кольца, удерживайте клавишу SHIFT , вращая колесо. Щелкайте по клавишам на клавиатуре, чтобы использовать машину; загорится соответствующая зашифрованная буква.

Чтобы заменить отражатель, щелкайте по картриджу отражателя слева, пока не будет подключен нужный отражатель. Чтобы сменить колеса, нажимайте кнопку со стрелкой, пока нужное колесо не встанет на место. Обратите внимание, что есть желтое пустое колесо, которое следует использовать в крайнем левом положении, когда выполняется код с тремя роторами.


Сохранить

Чтобы сохранить ваши связи на бомбе, нажмите кнопку «Сохранить». Все подключения и настройки будут сохранены в файл с расширением.bmb-extension.


Нагрузка

Чтобы загрузить ранее сохраненное состояние бомбы, нажмите кнопку «Загрузить». Выберите файл, который был ранее сохранен.

Свяжитесь с нами, если у вас есть какие-либо комментарии или вопросы

Последнее обновление 2020-08-23

Симулятор бомбы Тьюринга-Велчмана | 101 Вычислительная техника

В нашем задании Enigma — миссия X мы рассмотрели, как машина Enigma использовалась немцами во время Второй мировой войны для шифрования радиосвязи и как взломщикам кода была поручена работа по взлому кода машины Enigma.

Учитывая, что машина Enigma M3 состоит из трех роторов (выбранных из набора из пяти), добавление настроек ротора с 26 позициями и коммутационная панель с десятью парами букв означает, что Enigma M3 имеет 158,962,555,217,826,360,000 (почти 159 квинтиллионов). ) разные настройки!

Прорыв, который позволил взломщикам кода разработать настройки Enigma, стал результатом работы Алана Тьюринга, Гордона Велчмана и их коллег из Блетчли-Парка, которые создали сложное электромеханическое устройство под названием Bombe, используемое для определения возможных настроек загадки (ротор настройки и положения и подключения коммутационной панели) из «кроватки».Термин «детская кроватка» возник в Блетчли-парке и относится к фрагменту открытого текста с соответствующим ему зашифрованным текстом. Взломщики кодов заметили, что немцы регулярно отправляли сводки погоды (на немецком языке Wetter Vorhersage) и могли идентифицировать зашифрованный текст, содержащий эти слова (в зависимости от времени дня, когда эти отчеты были отправлены).

Еще одним сообщением, которое часто использовали немцы, было сообщение «Не о чем докладывать» (на немецком языке Keine besonderen Ereignisse), которое также использовалось для обозначения полезных кроваток.

Во время войны было построено более 200 бомб, которые помогали расшифровывать сотни сообщений каждый день. Все эти машины были полностью уничтожены, когда закончилась война. Фактическое воспроизведение Бомбы Тьюринга-Велчмана можно найти в Национальном музее вычислительной техники, а дополнительные объяснения того, как работала Бомба, можно найти в Блетчли-парке.

Имитатор бомбы Тьюринга-Велчмана

Чтобы лучше понять, как работает Bombe, мы решили воссоздать онлайн-симулятор, который вы можете использовать для тренировки настроек Enigma из допустимых детских кроваток.

Щелкните изображение ниже, чтобы получить доступ к нашему онлайн-симулятору бомбы Тьюринга-Велчмана и попытайтесь найти настройки Enigma, чтобы расшифровать следующий зашифрованный текст:

SNMKG GSTZZ UGARL VYQGM YWMLU

машин Тьюринга в сети — rweber.net

Честно говоря, я никогда не использовал симуляторы машины Тьюринга, когда преподавал теорию вычислимости, но с ними может быть довольно весело играть, и они позволяют запускать программы, которые намного сложнее, чем вы когда-либо могли бы выполнить с карандашом и бумагой.Приведенный ниже список можно считать обновлением списка, найденного довольно далеко на этой странице Интернет-альбома Алана Тьюринга, с удаленными неработающими ссылками, добавленными новыми ссылками и примечаниями о том, требует ли симулятор подключаемых модулей или проприетарного программного обеспечения. Все, что выходит за рамки первой категории, лично мной не проверялось.

В качестве бонуса вот красивая физическая машина Тьюринга от Майка Дэйви.

Запустить в браузере и не требовать изменения моих настроек:

  • Очень забавный симулятор Энтони Морфетта; есть примеры, но вы также можете писать свои собственные программы.
  • Выберите одну из трех программ Эндрю Ходжеса на странице альбома Алана Тьюринга в Интернете.
  • Базовый, чистый симулятор от Дэвида Клика. Инструкции немного тонкие, так как это специально для одного из его курсов, и вы должны написать свою собственную программу. Я написал программу для изменения любых конечных (левых) 0 с 0 на 1 как «start: 0: start: 1: right [line break] start: 1: halt ::», и она работала, как и планировалось.

    No related posts.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *