图灵机(Turing Machine)是一种 理论上的计算模型,由英国数学家阿兰·麦席森·图灵(Alan Mathison Turing)于1936年提出。它不是一种具体的计算机,而是一种抽象的数学机器,用于描述可计算性、算法和计算理论。图灵机的基本组成部分包括一条无限长的纸带、一个读写头和一个控制装置。纸带上可以存储任意数量的符号,读写头可以在带子上移动,读取和写入符号,控制装置则根据当前内部状态和程序表来决定读写头的移动和内部状态的转换。
图灵机的主要特点是它能够模拟人类使用纸笔进行数学运算的过程,由一个虚拟的机器替代人类进行数学运算。图灵机证明了通用计算理论,肯定了计算机实现的可能性,并且给出了计算机应有的主要架构。然而,图灵机并没有考虑硬件状态,只关注逻辑结构,因此它是一种理论上的模型,而非具体的计算机。
图灵机的概念对现代计算机科学的发展产生了深远的影响。它不仅是理论计算机科学的基础,而且为计算机的设计和制造提供了理论指导。事实上,现代计算机可以看作是图灵机的具体实现。图灵机还启发了“万能图灵机”的概念,这种机器可以模拟其他任何一台解决特定数学问题的图灵机的工作状态,为计算机科学的发展奠定了基础。