Het concept van de Turingmachine dateert uit 1936 en is hét theoretische model dat ten grondslag ligt aan alle computers die vandaag de dag in gebruik zijn. Een Turingmachine bestaat uit een oneindige tape (‘geheugen’) waarop symbolen staan, een lees/schrijfkop en een controle-eenheid die het ‘programma’ bevat dat het gedrag van de machine bepaalt. Een Turingmachine – ook deze van Lego – kan in principe ieder mogelijk computerprogramma uitvoeren. Het theoretische model van de Turingmachine heeft de essentie en vooral ook de beperkingen van het begrip berekenbaarheid duidelijk gemaakt.
De Lego-turingmachine toont de verschillende onderdelen van het oorspronkelijke theoretische model. Een band met schakelaars is het geheugen van de computer. De computer kan door het geheugen bewegen door de band heen en weer te verschuiven. De draaikop kan in het geheugen schrijven door de schakelaars om te zetten en de lichtsensor leest uit het geheugen door de stand van de schakelaar te bepalen.
Een uitgangspunt bij de bouw was dat alle taken van de Turingmachine duidelijk zichtbaar zouden zijn. Om dit te bereiken wordt elke afzonderlijke taak – bewegen door het geheugen, lezen en schrijven – uitgevoerd door een bewegend onderdeel. Een uitdaging daarbij was om de verschillende onderdelen ten opzichte van elkaar goed in te stellen: de lees- en schrijfkoppen mogen elkaar niet raken en de band moet tot op de millimeter nauwkeurig bewegen.
Het oorspronkelijke model werkt met een oneindige band, maar omdat er niet oneindig veel stukjes Lego bestaan, heeft dit model een band met een vaste lengte. Op de Lego-turingmachine zijn eenvoudige programma’s uit te voeren waarbij het apparaat duidelijk laat zien hoe een computer verschillende programma’s, zoals het optellen en aftrekken van getallen, uitvoert.
Om de Lego-turingmachine te programmeren is door de CWI-onderzoekers een speciale programmeeromgeving gemaakt die gebruik maakt van de meta-programmeertaal Rascal. Deze taal is bedoeld om eenvoudig nieuwe programmeertalen te ontwerpen. Rascal is ontwikkeld op het CWI en is vrij beschikbaar via www.rascal-mpl.org.
Turing-tentoonstelling: 14 juni tot en met 16 oktober
Als eerbetoon aan de honderdste geboortedag van Alan Turing op 23 juni 2012 is er op het Centrum Wiskunde & Informatica op het Science Park Amsterdam een tentoonstelling over Alan Turing te zien. In deze tentoonstelling staat de betekenis van Alan Turing als oorlogsheld (het breken van de Enigma door Turing wordt vaak genoemd als een van de grootste prestaties in de Tweede Wereldoorlog die de geallieerden de uiteindelijke overwinning zouden hebben gebracht), computerpionier en grondlegger van kunstmatige intelligentie centraal. De Turingmachine van Lego is te zien op de tentoonstelling. Andere bezienswaardigheden zijn onder meer een Enigma en een een computertechniek die foto’s van potvissen herkent. De tentoonstelling is te zien van 14 juni tot en met 16 oktober 2012.
Klik hier voor meer informatie over de tentoonstelling.
Meer over Alan Turing op Kennislink:
Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/turing.atom", “max”=>"10", “detail”=>"minder"}