Modelos de máquinas

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INSTITUCIÓN

Unidad Académica de Ciencias y Tecnologías de la Información

MATERIA

Matemáticas para la Computación II

TAREA 1-4

TAREA 1-1 1.1: GUÍA DE PREGUNTAS TEMÁTICAS > MODELOS DE MÁQUINAS

ESTUDIANTE

Oscar Daniel Delgado Nava

MATRICULA

17005666

PROFESOR

Hugo Baltazar Palacios Pérez

SECCIÓN 1. PREGUNTAS GUÍA



1.1 MODELOS DE MÁQUINAS

1.1.1 MODELO DE MÁQUINA DE TURING

P-1.1.1-a ¿Qué elementos tiene una máquina de Turing?

Consta de cuatro partes : cinta,control finito,cabeza, y motor. 

P-1.1.1-b ¿Cómo opera una máquina de Turing?

Cuando la máquina está encendida, se mueve de la siguiente manera:

(1) Leer la carta C en la cinta;

(2) Siguiendo la regla predeterminada [movimiento en el estado X con letra C],

•reescriba la letra en la cabeza (o déjela);

•mover la cabeza hacia la derecha/izquierda un paso (o quedarse ahí);

•cambiar el estado de X a y;

(3) Si el nuevo estado es "detener", se detiene; de lo contrario, vaya al paso 1.

Nota: El mecanismo es tan simple que parece demasiado débil. Sin embargo, en teoría, cada computadora existente puede ser abstraída por este modelo simple.

P-1.1.1-c ¿Cuál es más potente, una máquina de Turing o una computadora tipo Von Neumann?

La potencia computacional de cualquier computadora tipo von Neumann es la misma que la de una máquina de Turing, cualquier problema que pueda resolver una computadora real también lo puede resolver una máquina de Turing (si no le importa su cálculo). tiempo).

P-1.1.1-d (Teorema 1) ¿Cómo se sabe que existe un problema que no puede ser resuelto por ninguna computadora?

No existe ningún algoritmo que pueda determinar si una determinada máquina de Turing con su entrada se detendrá o no.

Es decir, este problema, es conocido como el problema de la parada, es teóricamente irresoluble 

1.1.2 MODELO RAM

P-1.1.2-a ¿Cuál es la utilidad de una máquina de Turing, cuáles son sus limitaciones y que se hace para superarlas?

Es útil cuando discutimos el límite teórico de la potencia computacional, Es demasiado restringido o demasiado débil para considerar algoritmos en él y no tiene operaciones matemáticas básicas como la suma y la resta, solemos utilizar un Modelo RAM para resolver algoritmos prácticos y  consta de control finito, que corresponde a la CPU y memoria .  

P-1.1.2-b ¿Cómo actúa el control finito de un modelo RAM?

El control finito utiliza una DIRECCIÓN de una palabra para especificarla es decir el control finito lee una palabra de la memoria de la dirección 0 y la escribe en la memoria de la dirección 100. 

P-1.1.2-c ¿Qué significa 64 bit CPU en relación a las direcciones, palabras y total de palabras de la memoria del modelo RAM? [pic 3]

Una palabra consta de 64 bits y una dirección se puede representar a partir de

que indica uno de  [pic 4]  datos diferentes. Cada dirección puede tratarse como datos. A veces decimos que  64 bits indica el tamaño de una palabra y el tamaño de una dirección y el modelo de RAM con una CPU de 64 bits puede almacenar 2^64 palabras en total. 

P-1.1.2-d ¿Qué es una "computación"?

Se considera una ciencia completa vinculada fundamentalmente al proceso de información con instrumentos creados por el hombre. 

P-1.1.2-e ¿Cuáles son los tres pasos que describen el principio básico de cualquier computadora?

(1) Lee el contenido X en la dirección PC a un registro. (2) Aplica una operación Y según el valor de X.(3) Incrementa el valor de PC en 1.

P-1.1.2-f ¿Cómo operan conjuntamente las tres operaciones básicas del modelo RAM?

Es decir, la CPU lee la memoria, aplica una operación básica a los datos y avanza a la siguiente memoria paso a paso, las operaciones básicas en el modelo RAM se pueden clasificar en tres grupos:

Sustitución, Calculo, Comparación y Rama. 

P-1.1.2-g-(Teorema 2) ¿Cómo se sabe que se puede calcular cualquier función para la cuál es posible diseñar un algoritmo "razonable" ?

Podemos calcular cualquier función si podemos diseñar algún algoritmo razonable para la función. En otras palabras, el poder de una computadora esencialmente no cambia independientemente del mecanismo computacional que utilice. 

P-1.1.2-h ¿Cómo es que el sistema lee y sustituye variables en el modelo RAM?

Podemos usar la noción de un “variable” en la mayoría de los lenguajes de programación y Se puede realizar de la siguiente manera en el modelo RAM:

-El sistema asigna esa “variable A se encuentra en una dirección 1111 1000” cuando se inicia el programa.

-Entonces, la sustitución de la variable A equivale a sustituir a la dirección 1111 1000.

- Si el programa tiene que leer el valor en la variable A, accede a la memoria con la dirección 1111 1000.

P-1.1.2-i ¿Cómo ocurre cada paso de las operaciones del ejemplo 2, de la página 7?

“suma 1 a alguna variable A” aparece con frecuencia, lo denotaremos por  [pic 5]

Cuando un programa basado en un modelo RAM ejecuta esta declaración, se procesa de la siguiente manera, Supongamos que la variable A está escrito en la dirección 1111 1000. 

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