O Computador de Turing e Von Neumann | Por que calculadoras não são computadores?

Fabio Akita
23 Oct 202045:42

Summary

TLDRThe video explores the historical connection between mechanical typewriters and modern computers, highlighting the pivotal role of Alan Turing and John von Neumann in shaping computer science. It delves into Turing's conceptualization of a universal machine and von Neumann's contributions to computer architecture, emphasizing their enduring impact on modern computing.

Takeaways

  • 📚 The video discusses the historical connection between mechanical typewriters and modern computers, highlighting the role of early mechanical devices in the development of computing technology.
  • 🔍 The script introduces the concept of a 'universal machine' and its significance in the evolution of computers, emphasizing the foundational work of individuals like Alan Turing and John von Neumann.
  • 💡 Alan Turing's early fascination with mechanical typewriters inspired his later work on the concept of a 'universal machine,' which laid the groundwork for modern computer science.
  • 🎥 The video references the film 'The Imitation Game,' which portrays Turing's contributions during World War II, particularly his work on breaking the Enigma code.
  • 📈 John von Neumann's architectural model for computers, known as the von Neumann architecture, is described as a pivotal innovation that includes the basic components of modern electronic digital computers.
  • 🤖 The script explores the idea of 'Turing completeness,' explaining its mathematical definition and its practical implications for the capabilities of programming languages.
  • 🧠 Von Neumann's contributions span a wide range of fields, including set theory, quantum mechanics, game theory, and computer science, demonstrating his profound impact on 20th-century mathematics and science.
  • 💻 The video clarifies the difference between early mechanical calculators and modern computers, emphasizing that the ability to store and execute programs is what distinguishes a true computer.
  • 🔗 The script mentions the importance of Turing's work in defining the theoretical limits of computation, establishing the concept of computable functions and the Church-Turing thesis.
  • 🌐 Von Neumann's work on the architecture of computers and his contributions to various fields of mathematics and science underscore his role as a key figure in the development of modern computing.

Q & A

  • What was the main purpose of showing the mechanical typewriter in the video?

    -The main purpose of showing the mechanical typewriter was to add a historical layer to the video and to use it as a hook to tell a story about the evolution of computing devices from a typewriter to a modern computer.

  • Who is Alan Turing and what is his significance in the history of computing?

    -Alan Turing was a British mathematician, logician, and computer scientist who is considered the father of theoretical computer science and artificial intelligence. He is known for his work on the concept of the Turing machine, which is a theoretical device that manipulates symbols as directed by a set of rules and is capable of simulating any computer algorithm.

  • What is a Turing machine and how does it relate to modern computers?

    -A Turing machine is a theoretical model of computation that defines an abstract machine which manipulates symbols on a strip of tape according to a table of rules. It is the basis for modern computers as it provides a framework for understanding what a computer can and cannot do in terms of computation.

  • What is the significance of the Turing test and how is it related to Alan Turing?

    -The Turing test, proposed by Alan Turing, is a test of a machine's ability to exhibit intelligent behavior that is indistinguishable from that of a human. It is significant because it provides a benchmark for determining whether a machine can be considered intelligent.

  • What is the difference between a mechanical calculator and a computer?

    -A mechanical calculator is a device designed to perform arithmetic operations, while a computer is a more general device that can be programmed to perform a wide range of tasks. The key difference is that a computer can store and execute programs, whereas a mechanical calculator is limited to pre-defined calculations.

  • Who is John von Neumann and what is his contribution to computer architecture?

    -John von Neumann was a Hungarian-American mathematician and physicist who made significant contributions to computer science. He is known for the von Neumann architecture, which includes a central processing unit (CPU), memory, and input/output mechanisms. This architecture is the basis for modern computer design.

  • What is the concept of Turing completeness and why is it important?

    -Turing completeness is a property of a system that allows it to simulate a Turing machine. It is important because it defines the theoretical capability of a system to perform any computation that is algorithmically computable, making it a fundamental concept in computer science.

  • What is the significance of the ENIAC and how does it relate to modern computers?

    -The ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) was one of the first electronic general-purpose computers. Although it was not a Turing-complete machine, it laid the groundwork for the development of modern computers by demonstrating the potential of electronic computing.

  • What is the role of the Turing machine in the development of cryptography?

    -The Turing machine concept played a crucial role in the development of cryptography, particularly during World War II. Alan Turing's work on breaking the Enigma code used principles that are foundational to modern cryptographic algorithms and techniques.

  • What is the relationship between the mechanical typewriter and the concept of a Universal Turing machine?

    -The mechanical typewriter inspired the concept of a Universal Turing machine. Turing considered how a typewriter could be manipulated mechanically and extended this idea to create a theoretical machine that could perform any computation, leading to the development of the Turing machine.

  • Who is Kurt Gödel and how does his work relate to the foundations of computer science?

    -Kurt Gödel was an Austrian logician, mathematician, and philosopher who is known for his incompleteness theorems. His work on formal systems and the limits of what can be proven within them has profound implications for the foundations of computer science, particularly in understanding the limits of computation and provability.

Outlines

00:00

🖋️ The Birth of Modern Computing: The Typewriter's Role

This paragraph introduces the historical significance of the mechanical typewriter, highlighting its crucial role in the development of modern computers. It sets the stage for a detailed exploration of the connection between typewriters and computers, and introduces the audience to the historical figures who laid the foundation for modern computing. The paragraph also teases a story about Alan Turing, a pivotal figure in computer science, and his early inspiration from a typewriter.

05:02

🤖 Turing's Vision: From Typewriter to Universal Machine

This section delves into Alan Turing's early thoughts on machines, inspired by his mother's typewriter. Turing envisioned a machine that could not only write but also read and erase symbols, leading to the concept of a universal machine. The paragraph explains how Turing's abstract machines, capable of finite configurations and predictable behavior, laid the groundwork for the theoretical model of a computer. It also touches on the limitations of the typewriter as a model for a computing machine.

10:02

🔢 Turing Machines and the Seeds of Computation

The paragraph discusses the evolution of Turing's ideas into the concept of a Turing machine, a theoretical device that manipulates symbols on a strip of tape according to a set of rules. It explains how Turing's machines could perform an infinite number of tasks by being configured for various operations, thus becoming the basis for the idea of a universal discrete machine. The summary also touches on the practical implications of Turing's theoretical model in the development of modern computers.

15:04

💾 Storage and the Universal Turing Machine

This section emphasizes the importance of storage in distinguishing a computer from a mechanical calculator. It explains that a true computer, or a Universal Turing Machine, must be able to store programs in the same way it stores data. The paragraph discusses the historical context of early computing devices, such as Charles Babbage's Analytical Engine and the ENIAC, and why they are not considered true computers. It also introduces the concept of Turing completeness in the context of modern computers.

20:06

🛠️ The Practicality of Turing Machines

The paragraph explores the practical aspects of Turing machines, discussing their theoretical capabilities versus their real-world applications. It clarifies the concept of Turing completeness and its relevance to modern programming languages, explaining that while all programming languages can theoretically be Turing complete, their practical implementation is limited by hardware constraints. The summary also addresses misconceptions about the capabilities of computers and programming languages.

25:07

🔍 Theoretical vs. Practical Computing

This section distinguishes between the theoretical model of a Turing machine and the practical limitations of modern computers. It explains that while the concept of a Turing machine includes infinite memory, real-world computers have finite memory capacities. The paragraph also discusses the implications of this limitation for programming languages and the concept of Turing completeness, emphasizing that no real-world computer or language can truly be Turing complete due to hardware constraints.

30:09

🌐 The Impact of Turing and von Neumann on Modern Computing

The paragraph highlights the contributions of Alan Turing and John von Neumann to the field of computer science. It discusses Turing's theoretical work on the foundations of computation and von Neumann's practical contributions to computer architecture, known as the von Neumann architecture. The summary underscores the importance of their work in shaping the modern concept of a computer, both in terms of hardware and software.

35:10

🎓 von Neumann: The Unsung Hero of Computer Science

This section focuses on John von Neumann, detailing his extraordinary intellectual abilities and his contributions to various fields of mathematics and science. It mentions his work in set theory, quantum mechanics, game theory, and his role in the development of the atomic bomb. The paragraph also touches on his social life and the contrast between his serious academic contributions and his lively social interactions.

40:12

💥 von Neumann's Contributions to Computer Science

The paragraph delves into von Neumann's work in computer science, particularly his development of the von Neumann architecture, which is the basis for modern computer design. It discusses his ideas on stored-program computers, where both data and instructions are stored in the same memory space. The summary also mentions his work on algorithms, stochastic computing, and cellular automata, showcasing his comprehensive impact on the field.

45:13

🌟 The Legacy of Turing and von Neumann

The final paragraph wraps up the discussion by emphasizing the lasting impact of Turing and von Neumann on the field of computer science. It highlights their foundational work in defining what a computer is, both from a theoretical and practical perspective. The summary encourages viewers to consider the achievements of these pioneers when thinking about the capabilities and limitations of modern computing.

Mindmap

Keywords

💡Mechanical Typewriter

A mechanical typewriter is a device that was used to type on paper by pressing keys that caused metal arms with inked characters to strike the paper. In the video, the mechanical typewriter is highlighted as a crucial precursor to modern computers. It played a significant role in the development of computing, especially in inspiring Alan Turing's conceptualization of a computing machine.

💡Alan Turing

Alan Turing was a British mathematician, computer scientist, and cryptanalyst, known for his work on breaking the German Enigma code during World War II. In the video, Turing is discussed as a foundational figure in computer science, particularly for his development of the Turing machine, a theoretical device that laid the groundwork for modern computing.

💡Turing Machine

A Turing machine is a theoretical model of computation that defines an abstract machine capable of automatic computation. It is named after Alan Turing and is used in the video to illustrate the concept of a universal computing device. The Turing machine is depicted as a simple but powerful model that can simulate any computation process.

💡John von Neumann

John von Neumann was a Hungarian-American mathematician, physicist, and computer scientist. In the video, von Neumann is credited with defining the architecture of modern computers, known as the von Neumann architecture, which includes a central processing unit, memory, and input/output mechanisms.

💡Von Neumann Architecture

The von Neumann architecture is a computer organization model that separates the data and program storage from the central processing unit. It is central to the video's discussion on the evolution of computers, as it describes the basic structure of modern digital computers.

💡Computable Functions

Computable functions are mathematical functions that can be calculated by a Turing machine. In the video, the concept of computable functions is introduced to explain the capabilities of Turing machines and the limitations of what can be computed.

💡Turing Complete

Turing completeness is a property of a system that can simulate a Turing machine, meaning it can perform any computation that is theoretically possible. The video discusses Turing completeness in the context of programming languages and their ability to simulate computations.

💡Mechanical Calculator

A mechanical calculator is a device used for performing mathematical calculations mechanically. The video distinguishes between mechanical calculators and computers by noting that the former cannot store programs in the same way modern computers do, which is a key feature of Turing machines.

💡ENIAC

The ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) is mentioned in the video as one of the early electronic computers. However, it is noted that despite its complexity, ENIAC was more of a large mechanical calculator and not a true Turing machine, as it could not store programs in the same way modern computers do.

💡Lambda Calculus

Lambda calculus is a formal system in mathematical logic for expressing computation based on function abstraction and application. Although not explicitly detailed in the video, it is alluded to as a foundational concept in the development of computer science and programming languages.

💡Automata Theory

Automata theory is a branch of theoretical computer science that studies abstract machines and automata. The video touches on the concept of finite state machines and Turing machines, which are central to automata theory, to explain the behavior and capabilities of computing devices.

Highlights

Introduction to the historical connection between mechanical typewriters and modern computers.

The story of Alan Turing and his early inspirations, including his mother's typewriter.

Turing's conceptualization of a machine that could read, write, and erase symbols, leading to the idea of a universal computing machine.

The development of Turing's theoretical machine, which could handle an infinite amount of work on a tape marked with squares.

The importance of Turing's machine in breaking the Enigma code during World War II.

The distinction between mechanical calculators and modern computers, emphasizing the concept of a universal machine.

John von Neumann's contributions to the architecture of modern computers, known as the von Neumann architecture.

The concept of Turing completeness and its significance in defining the capabilities of modern computers.

The historical context of early computing machines like the Analytical Engine by Charles Babbage.

The role of the Colossus machine in breaking German ciphers during World War II and its comparison to Turing's machine.

The theoretical and practical differences between finite state machines and Turing machines.

The Turing Machine visualization tool that allows users to write and understand Turing machines through simplified notation.

The explanation of how a simple Turing machine can perform tasks like incrementing a binary number.

The historical significance of Turing's work in laying the foundations for modern computer science.

The impact of von Neumann's work on the development of the first electronic digital computers.

The conceptualization of a computer as a machine that can simulate any other machine, highlighting the universality of Turing machines.

The practical applications of Turing machines in modern computing, such as simulating old PCs using modern programming languages.

The discussion on the limitations of Turing machines in real-world applications due to finite memory constraints.

The exploration of non-Turing complete languages and their practical uses, such as HTML and XML.

The philosophical and theoretical implications of Turing's work on the nature of computability and the limits of computation.

Transcripts

play00:00

o Olá pessoal Fabio Akita na segunda

play00:03

parte do vídeo sobre teclados quem

play00:05

assistiu viu que eu mostrei o avô dos

play00:07

Teclados mecânicos a máquina de escrever

play00:09

de verdade e quando eu adicionei ele no

play00:11

vídeo eu tinha dois objetivos o primeiro

play00:14

Claro era adicionar uma camada de

play00:16

história daquele vídeo mas o segundo era

play00:18

usar de gancho para historinha que eu

play00:19

quero contar hoje aliás historinha nada

play00:22

se prepara que essa vai ser uma história

play00:24

bem longa e se você nunca leu sobre tudo

play00:26

em vão Norma você vai finalmente

play00:28

entender o que é um computador e porque

play00:31

uma máquina de calcular não é um

play00:33

computador além disso esse episódio vai

play00:35

servir como ponte entre os vídeos do

play00:37

guia Hardcore de introdução computação

play00:40

cor entende o que eu mostrei alguns

play00:41

vídeos atrás e o próximo que vai ser

play00:44

mais leve eu quero falar um pouco mais

play00:45

sobre meus vídeo games emuladores

play00:47

preferidos Eu quero explicar como que de

play00:49

uma máquina de escrever foi possível

play00:51

chegar no computador moderno e eu quero

play00:53

contar um pouco da história das duas

play00:55

pessoas que eu considero mais

play00:56

importantes e que representam o tipo de

play00:59

Gigantes que

play01:00

e tem umas bases da Computação moderna

play01:02

Vamos focar em duas dessas pessoas uma é

play01:05

famosa e você provavelmente conhece um

play01:07

outro é um dos maiores gênios que já

play01:09

existiu um monstro de proporções

play01:11

bíblicas pau a pau ao intelecto de um

play01:14

Albert Einstein mas você talvez nunca

play01:16

tenha ouvido falar

play01:18

[Música]

play01:24

é como eu disse na introdução à história

play01:27

que vou contar agora eu estou segurando

play01:29

desde quando eu fiz a sério sobre

play01:31

teclados quem assistiu Vai se lembrar da

play01:33

máquina de escrever mecânica original de

play01:35

Christopher shows o que vocês não sabem

play01:38

é que a máquina de escrever teve um

play01:39

papel crucial na invenção do computador

play01:41

moderno eu não lembro como mas anos

play01:44

atrás mais Barreiro um artigo muito bom

play01:46

do blog de um cara chamado Robert

play01:47

Messenger de 2013 e eu vou pegar

play01:50

bastante coisa dele o artigo começa

play01:52

assim em 23 de junho de 1912 no 44º

play01:56

aniversário da primeira patente de

play01:58

máquina de escrever de Christopher

play01:59

lations uma data celebrada até hoje com

play02:02

o dia da máquina de escrever é até os

play02:04

Tony touring filha do engenheiro-chefe

play02:06

da Madre Israel e deu à luz em

play02:09

paddington um filho 11 anos depois do

play02:12

verão de 1923 esse menino Alan mathison

play02:15

turing escreveu a seus pais a partir da

play02:17

sua escola em resolver segue os pais

play02:20

estavam na Índia porque o pai Julio

play02:22

medem são Tuner trabalhava no ser

play02:24

e da Índia ele contava aqui naquela

play02:27

semana ele imaginou como fazer uma

play02:29

máquina de escrever a antune nunca

play02:32

inventou uma máquina de escrever mais um

play02:34

sou de inspiração para se tornar o pai

play02:36

da Ciência da Computação talvez você se

play02:38

lembre no filme The imitation Game onde

play02:41

o eterno Sherlock Holmes benedict

play02:42

cumberbatch interpreta Alan turing no

play02:45

famoso episódio da segunda guerra

play02:47

mundial ou de derrota a máquina de

play02:49

criptografia Enigma dos alemães com uma

play02:52

máquina de computar enorme um passo

play02:54

importante para ajudar a terminar a

play02:56

guerra a favor dos Aliados se ainda não

play02:58

assistiu o filme recomendo embora ele

play03:01

não explica de fato como funciona a

play03:02

máquina de turing E para isso recomendo

play03:04

ver meus vídeos sobre criptografia o

play03:07

filme foi baseado no livro Alan turing

play03:09

the Enigma de Angel Rhodes que foi

play03:11

publicado em 1983 num dos trechos desta

play03:14

biografia temos a passagem que diz que a

play03:17

mãe de Tuner tinha uma máquina de

play03:18

escrever e que isso fascinava o jovem ao

play03:21

ele desenhou sua máquina automática em

play03:23

Machine

play03:24

o tipo idealizado de máquina de escrever

play03:27

conquered ou carro infinito sobre a qual

play03:29

uma cabeça de leitura passava com

play03:32

habilidade não só de escrever mais de

play03:34

ler e apagar um quadrado de cada vez

play03:36

antes de mover para o quadrado

play03:38

imediatamente adjacente a biografia

play03:41

segue explicando que claro existiam

play03:43

máquinas que manipulavam símbolos

play03:45

naquela época a máquina de escrever era

play03:47

um exemplo Alan sonhou e inventar

play03:49

máquinas de escrever quando criança sua

play03:51

mãe tinha um aí ele pode ter começado a

play03:53

se perguntar o que significava dizer uma

play03:55

máquina mecânica podia significar que

play03:58

sua resposta para alguma ação de um

play04:01

operador era perfeitamente previsível

play04:02

esquece por um momento que você já

play04:04

conhece computadores e pense numa época

play04:07

que só se conhece máquinas como a

play04:09

descrever Alguém poderia descrever

play04:11

diante mão exatamente como a máquina se

play04:14

comportaria sobre qualquer contingência

play04:16

mais havia mais a ser dito sobre a

play04:19

humilde máquina de escrever do que isso

play04:20

a resposta Depende das condições da

play04:23

máquina ou que o acha

play04:24

a configuração atual da máquina em

play04:27

particular uma máquina de escrever

play04:29

poderia estar na configuração de

play04:30

maiúscula ou minúscula Essa era uma

play04:33

ideia que o Ala elaborar ou de forma

play04:35

mais genérica e abstrata ele considerou

play04:37

máquinas que em qualquer determinado

play04:39

momento o dianta em um número finito de

play04:42

possíveis configurações Então se existe

play04:45

somente um número infinito de coisas que

play04:47

a máquina pode fazer é possível saber

play04:49

todo o comportamento da máquina de uma

play04:51

forma finita Entretanto a máquina de

play04:54

escrever tinha uma funcionalidade a mais

play04:56

que era essencial a sua função seu ponto

play04:59

de digitação se mexer relativo a página

play05:02

sua ação de digitação seria independente

play05:04

da posição desse ponto da página ela

play05:06

teria configurações internas e uma

play05:09

posição variável na linha de impressão a

play05:11

ação da máquina não dependeria da sua

play05:14

posição sem levar em consideração

play05:15

detalhes como margem linha de controle e

play05:19

assim por diante o que eu acabei de

play05:21

licitar seria suficiente para dar uma

play05:22

descrição completa da nato

play05:24

é uma máquina de escrever um relato

play05:26

exato das configurações e posições

play05:29

permitidas e de como teclas determinam

play05:31

os símbolos impressos tecla de Shift

play05:34

para mudar a configuração de minúscula

play05:36

para maiúscula a barra de espaço e back

play05:38

space tudo isso resumia as

play05:41

funcionalidades mais relevantes se o

play05:43

engenheiro olhasse essa descrição e

play05:45

criasse uma máquina física que atendesse

play05:48

a essas especificações o resultado seria

play05:50

uma máquina de escrever e independente

play05:52

da cor peso ou outros atributos mais uma

play05:55

máquina de escrever era muito limitada

play05:57

para servir de modelo ela lhe dava com

play05:59

símbolo só consegui escrever e precisava

play06:02

de um operador humano para escolher os

play06:04

símbolos e mudar as configurações de

play06:06

posição uma de cada vez Então tu nem se

play06:09

perguntou o que seria um tipo mais

play06:11

genérico de máquina que lidasse com

play06:13

símbolos para ser uma máquina ela

play06:16

precisaria reter a qualidade de uma

play06:19

máquina de escrever de um número finito

play06:21

de configurações e um comportamento

play06:23

determinado

play06:24

eu tô em cada mas devia ser capaz de

play06:27

muito mais então ele começou a imaginar

play06:29

máquinas que seria um super máquinas de

play06:31

escrever para simplificar ele imaginou

play06:34

máquinas trabalhando só em uma linha

play06:36

Isso é uma tecnicalidade mas que permite

play06:38

esquecer de coisas como margens e linhas

play06:40

de controle Mas é bem importante que o

play06:43

suprimento de papel pudesse ser tipo

play06:45

infinito e nessa imagem o ponto de

play06:47

digitação de sua super máquina de

play06:49

escrever o dia progredir para esquerda

play06:52

ou para a direita indefinidamente por

play06:54

uma questão de definição ele imaginou

play06:56

esse papel sendo uma forma de fita

play06:58

marcado com unidades quadradas de tal

play07:01

forma que somente um símbolo pudesse ser

play07:03

escrito em cada uma então suas máquinas

play07:05

teriam uma definição finita mas poderiam

play07:08

trabalhar em uma quantidade infinita de

play07:10

espaço e assim foi nascendo as sementes

play07:13

da ideia de uma máquina discreta

play07:15

Universal Ou seja que pudesse ser

play07:17

configurada para várias tarefas

play07:19

diferentes a máquina de escrever de

play07:21

churros reduzida aos seus princípios

play07:24

o que não suporta até hoje pura e

play07:27

simplesmente se livrou das pessoas e

play07:29

digitadores e isso é possível porque a

play07:31

máquina de turing e ainda mais

play07:33

excepcionalmente crua do que uma máquina

play07:35

de escrever tudo que ele usa é uma fita

play07:38

de papel que ao mesmo tempo material de

play07:40

programa e dados input e output ao mesmo

play07:44

tempo tune enxugou a máquina de escrever

play07:47

a essa fita mas tem ainda mais economia

play07:50

sua máquina não precisa de letras

play07:52

inundante cifras e sinais de um teclado

play07:54

de máquina ele consegue se virar somente

play07:56

com um sinal EA ausência de sinal ou

play07:59

seja 110 essa informação binária pode

play08:03

ser lida ou escaneado a tela máquina daí

play08:05

ela pode mover a fita de papel um espaço

play08:08

para a direita ou para esquerda ou não

play08:10

se mexer e é só isso sério isso que eu

play08:13

acabei de descrever é um computador e

play08:15

nenhum computador que já foi construído

play08:17

vai ser construído vai conseguir fazer

play08:20

mais que esse modelo isso foi provado

play08:22

matematicamente por Alan Antunes em

play08:24

eu sei que Resumindo uma máquina de

play08:27

turing conforme definido no seu paper on

play08:29

control Number with application to be

play08:32

and Once problema são construções

play08:35

matemáticas abstratas nos ajudam a

play08:38

descrever rigorosamente O que significa

play08:40

computação se você não entendeu ainda o

play08:43

que é isso de fita infinita e cabeça de

play08:45

leitura eu achei um site uma do mtur em

play08:47

machine visualization que permite

play08:50

escrever uma máquina de turing usando

play08:51

uma simplificação da lotação que ele

play08:53

usou no seu paper no paper touring

play08:55

definir sua máquina como tendo um ou

play08:57

mais estados cuja notação é esse quesão

play09:00

daí um estado Inicial q0 pertencente

play09:02

artesão algum parâmetro de entrada acima

play09:05

a tal fita Gama onde Sigma que é o

play09:07

parando tá continua na fita Gamma um

play09:09

símbolo branco bebezinho pertencente a

play09:12

fita Gama e um ou mais funções de

play09:14

transmissão Delta que tem o tipo indo de

play09:17

tesão em Gama para Gama left or right ou

play09:19

seja comando para esquerda ou para a

play09:21

direita e o tesão ver notação matemática

play09:24

a paz o cérebro da maioria desligar em

play09:27

Pânico Mas relaxa que vai ficar mais

play09:29

simples já já Vamos considerar uma

play09:31

máquina de turing muito simples de

play09:33

exemplo que faz só um incremento em um

play09:35

número binário basicamente soma 1 a 1

play09:37

número a gente viu isso no vídeo do guia

play09:40

Hardcore de introdução à computação

play09:41

Então você deve se lembrar vamos

play09:43

implementar o sangue essa notação

play09:45

começamos definindo os estados possíveis

play09:48

nessa lista quesão temos direita sob um

play09:51

e término o processo começa no estado

play09:54

Inicial q0 sendo ir para a direita o

play09:57

número de entrada em binário é o Sigma =

play10:00

10 nesse exemplo mas podia ser qualquer

play10:02

número em binário a fita Gamma contém o

play10:05

Sigma então ele tem 10 e espaço em

play10:08

branco e o bebêzinho definir o espaço em

play10:10

branco agora definimos as funções de

play10:13

transição se o estado for para a direita

play10:16

e a cabeça tiver lendo uma fita ele

play10:19

devolve um ou seja não muda nada vai

play10:21

para a direita e manter o estado em ir

play10:23

para a direita

play10:24

é uma coisa para 10 porém se ele Nenhum

play10:26

espaço em branco não escreve nada mas

play10:29

agora muda o comando para ir para a

play10:30

esquerda e muda o estado para querem ou

play10:33

sob um se o estado for sob um e ele

play10:37

nenhum agora apaga e escreve Zero no

play10:40

lugar em seguida da Comando para

play10:42

continuar para esquerda e mantenha o

play10:44

estado em sob um agora se for zero ele

play10:47

escreve um da Comando para a esquerda e

play10:50

muda o estado para Dani ou término mesma

play10:53

coisa ser Inês passa em branco eu sei

play10:55

até agora muitos de vocês provavelmente

play10:57

não tô entendendo nada mas Aguenta aí

play11:00

indo para o site que eu recomendei o

play11:02

turing Machine veja lá e-session podemos

play11:04

reescrever dessa notação mais formal

play11:06

para uma mais prática e mais parecida

play11:09

com uma linguagem de programação eles

play11:11

fizeram um interpretador para facilitar

play11:13

a gente escrever o equivalente a

play11:15

programinhas se você é programador deixa

play11:17

deverá ser trivial então vamos trocar a

play11:19

notação matemática por isso agora deve

play11:22

estar assustando um pouquinho menos né

play11:23

recapitular

play11:24

nós começamos definir o equivalente a

play11:26

uma variável com o número binário que

play11:28

queremos incrementar Esse é tipo um

play11:30

argumento ou parâmetro de entrada daí

play11:32

tem esse Bank que definir o que é um

play11:34

espaço em branco temos start state sendo

play11:37

rite que é o estado inicial de indo para

play11:40

a direita em seguida temos a tabela de

play11:42

configuração de transições se você

play11:45

alguma vez já trabalhou no sistema de

play11:46

comércio por exemplo já deve ter visto

play11:48

uma máquina de estados que definir o

play11:51

estado de uma ordem de venda por exemplo

play11:53

se eu vou na Amazon e compra um Kindle

play11:55

meu pedido pode iniciar com o estado de

play11:58

aguardando o pagamento e dá o comando de

play12:00

executar o pagamento quando o pagamento

play12:02

é confirmado o estado do pedido muda

play12:05

para apresento aguardando envio e eles

play12:07

soltam comando para mandar para fila do

play12:09

centro de distribuição e assim por

play12:11

diante até o pedido até confirmação da

play12:14

entrega Como é um conjunto finito de

play12:16

estados chamamos essa estrutura de

play12:18

Estados e transições de máquinas de

play12:21

estado finito ou autômatos finitos isso

play12:24

sim

play12:24

a teoria dos autômatos que é um

play12:26

subtópico de Ciências da Computação na

play12:28

prática você definir diferentes estados

play12:31

que seu sistema pode estar e definir o

play12:33

que acontece na transição de um estado

play12:35

para outro qualquer linguagem moderna

play12:37

tem bibliotecas para lidar com isso mas

play12:39

de qualquer forma a máquina de tu ne é

play12:41

configurada com a tabela de Estados e

play12:43

transições e o exemplo do site ela pode

play12:46

estar no estado de rite ou o que eu

play12:48

chamaria de indo para a direita ou

play12:49

carrick seria subindo um subindo um

play12:52

sentido de sob um em que a gente faz em

play12:54

soma o primeiro estado é muito simples

play12:57

ele simplesmente vai indo para a direita

play12:59

sem fazer nada enquanto for lendo 10 na

play13:02

fita mas ele para quando encontra um

play13:04

espaço em branco nesse caso ele muda o

play13:07

estado para subindo um e recebe o

play13:09

comando de voltar para a esquerda no

play13:11

estado de subindo um sem encontrar um

play13:14

ele substitui por zero porque vai

play13:16

subindo um para a esquerda e vai

play13:17

trocando 1.0 1.0 até encontrar zero daí

play13:21

ele pode colocar um que tinha subido e

play13:24

terminar

play13:24

e esse programa é simplesmente o

play13:26

incremento de um e daí ele muda o estado

play13:28

para dando ou terminado nesse site você

play13:31

vai encontrar exemplos bem mais

play13:32

complexos que isso por exemplo para

play13:34

determinar se um número é divisível por

play13:36

3 ou melhor ainda nós já vimos no outro

play13:38

vídeo como fazer uma máquina de adição

play13:40

de números binários com processador Moss

play13:42

Lumia 502 no protobord ex a versão de

play13:45

autômatos finitos uma máquina de tu ne

play13:46

você pode ir avançando passo a passo

play13:49

para ver o sistema funcionando

play13:50

visualmente então é bem fácil de

play13:52

entender divirtam-se na prática você

play13:55

poderia pensar no tal ponto de digitação

play13:57

que falei antes ou cabeça com uma cabeça

play14:00

de leitura de um disquete ou cd-rom ou

play14:02

blu-ray e a fita como sendo a cadeia de

play14:05

bits que tem nas trilhas nós sempre

play14:07

lidamos com dados e programas da mesma

play14:10

forma como uma cadeia super longa de

play14:12

bits alguns dos Bits são instruções que

play14:14

executamos com o programa outros bits

play14:17

são Dados como o texto imagem um vídeo e

play14:19

se for um HD podemos escrever também

play14:21

Além disso essa cabeça pode se

play14:23

movimentar para trás ou para

play14:24

o ou seja ela postei acesso aleatório

play14:26

qualquer posição na frente por exemplo

play14:29

você vai se lembrar aqui Hum quer dizer

play14:31

Exatamente isso memória de acesso

play14:33

aleatório a beleza do trabalho de tu nem

play14:36

foi definido com o Rigor matemático O

play14:39

que é um programa na forma da máquina de

play14:41

turing configurado como transições entre

play14:44

Estados finitos e o conceito de uma

play14:46

máquina Universal e consegue executar

play14:49

quaisquer máquinas de Tuner que é o que

play14:51

ele chama de máquina de túnel Universal

play14:53

e na prática chamamos isso de computador

play14:56

uma máquina universal de um é uma

play14:58

máquina de turing cuja tarefa é simular

play15:01

outra máquina de turing arbitrária com

play15:04

uma entrada de dados arbitrária O que

play15:06

chamamos de computador moderno tem uma

play15:08

característica muito importante ela

play15:10

consegue carregar e armazenar

play15:13

configurações ou que chamamos de

play15:14

programa essa é uma distinção que eu

play15:17

considero importante recentemente Me

play15:19

perguntaram isso que que diferencia uma

play15:21

aba com uma calculadora mecânica de um

play15:24

computador

play15:24

a verdade EA definição é se ela é ou não

play15:27

é uma máquina universal de Turim

play15:30

particularmente com a característica de

play15:32

não distinção entre programa e dados no

play15:35

armazenamento Natal fita infinita o que

play15:38

permite a universalidade dele poder

play15:40

simular outra máquina de turing antes de

play15:43

tule existem diversos experimentos que

play15:45

Alguns chamam de computador mas que na

play15:48

realidade seria mais correto chamar de

play15:50

máquinas de calcular grandes e aqui eu

play15:53

vou usar trechos do artigo Quem inventou

play15:55

o computador do site do próprio autor da

play15:58

biografia do túnel o endrew Rhodes ele

play16:00

disse e eu concordo por exemplo que não

play16:03

podemos chamar o engenho analítico de

play16:05

Charles Babbage de computador ele não

play16:07

incorpora a ideia Vital de armazenar

play16:10

programas da mesma forma que os dados a

play16:12

máquina de Babbage foi desenhada para

play16:14

armazenar programas em cartões

play16:16

perfurados enquanto o trabalho de

play16:18

calcular a feito mecanicamente por

play16:20

engrenagens e rodas havia outras

play16:22

diferenças claro como ainda o

play16:24

o numérico decimal em vez de Binário um

play16:27

obviamente não ser eletrônico já que

play16:29

sequer Thomas Edison tinha nascido

play16:31

naquela época Cem Anos depois em 1940

play16:35

dava para usar relays eletromagnético no

play16:37

lugar de engrenagens mais ninguém

play16:39

avançou além dos princípios de babas

play16:41

existiu grandes calculadoras que você

play16:44

podia reconfigurar Mas nenhum deles eram

play16:47

computador A ideia era mesmo você

play16:49

construiu uma máquina que fazer

play16:50

aritmética então rearranja Vaz

play16:53

instruções em cuidados no cartão

play16:55

perfurado ou mudando cabos e suítes de

play16:57

lugar ou algo assim e fazer a máquina

play16:59

calcular Depois que terminar se

play17:01

precisasse fazer outro cálculo precisava

play17:03

reconfigurar a máquina inteira de novo

play17:05

eram calculadoras grandes

play17:07

reconfiguráveis mas não eram

play17:08

computadores e de novo eles não tinham

play17:11

como armazenar programas e não eram

play17:12

capazes de simular outra máquina pelo

play17:16

mesmo motivo o Eniac que muitos

play17:18

consideram um dos primeiros computadores

play17:20

estão bem não eram computador era outra

play17:23

calculadora gigante

play17:24

é só porque era grande complexa usava

play17:27

Bahls no lugar de engrenagem não é isso

play17:30

que faz a máquina ser um computador

play17:32

durante a guerra teve várias tentativas

play17:34

de quebrar a criptografia alemã e um

play17:36

deles foi a máquina batizada the

play17:37

Colossus na Inglaterra novamente Não era

play17:40

o computador era uma máquina

play17:42

especificamente desenhada para quebrar

play17:44

sites da máquina de Lawrence e por mais

play17:47

complexa e útil que ela fosse ainda não

play17:49

era um computador o papel mais

play17:51

importante do Colosso foi de fato

play17:53

mostrar por Allan Turini que também

play17:55

estava trabalhando para quebrar

play17:57

criptografia alemã sobre a velocidade

play17:59

confiabilidade da eletrônica e esse

play18:02

aparato britânico tá lá na frente dos

play18:04

esforços norte-americanos já que o Eniac

play18:06

tinha tamanho e complexidade comparáveis

play18:09

ao Colossus mas só começou a realmente a

play18:11

funcionar depois que a guerra já tinha

play18:13

acabado em 1946 E aí ela já estava

play18:16

obsoleta o engenheiro alemão com o rádio

play18:18

Zuza desenham calculadoras mecânicas e

play18:21

electromecânicas de forma independente

play18:22

também antes e durante

play18:24

e ele não vou eletrônicos e o que ele

play18:27

construiu ainda era mais próximo dos

play18:29

princípios de babas mas teve um médico

play18:31

de reconhecer a importância da

play18:33

programação e pode ser creditado por um

play18:35

tipo de linguagem o plano callicoon os

play18:38

usavam caso de azar ele era um

play18:40

geniozinho também autodidata fazer tudo

play18:42

sozinho para descrever circuitos lógicos

play18:44

ele inventou um sistema próprio de

play18:46

notação de diagramas e depois de acabar

play18:48

o seu em 1938 ele descobriu que o

play18:50

cálculo que inventou sozinho já existirá

play18:53

conhecido como cálculo proposicional

play18:54

enquanto trabalhava na sua dissertação

play18:56

de doutorado Ele desenvolveu o primeiro

play18:59

sistema formal conhecido para anotação

play19:01

de algoritmo capaz de dar congruentes e

play19:04

o Lux ele escreveu sua linguagem plan

play19:06

cálculo um livro que não foi publicado

play19:08

Por que foi bem no período conturbado

play19:10

quando caiu Alemanha nazista e os

play19:12

computadores que construiu foram

play19:14

destruídos por bombas durante a guerra

play19:16

Ele só conseguiu resgatar o z-4 o C3

play19:19

também é considerado por muitos como o

play19:21

primeiro computador programável o Eniac

play19:24

pra

play19:24

e reprogramado para cada tarefa viu

play19:27

trabalhoso tedioso e fácil de errar

play19:29

mecanismo minha conexão de dezenas de

play19:32

Cabos e diferente do monstruoso n aqui é

play19:35

o mesmo do Colossus da Inglaterra foi o

play19:37

Z3 feito na unha por Zuza sem

play19:40

financiamento do governo ou institutos

play19:42

nem nada quem chegou mais perto do que

play19:45

tu envia definir como a máquina de

play19:47

turing O problema é que o C3 não tinha

play19:49

condicionais mesmo assim pelo menos na

play19:51

teoria ele quase podia ser considerado

play19:54

turing-complete nas palavras de walras

play19:57

que 1998 demonstrou isso ele disse nós

play20:01

podemos portanto dizer que de uma

play20:03

perspectiva abstrata teórica o modelo de

play20:06

computação do Z3 é equivalente ao modelo

play20:09

de computação dos computadores de hoje

play20:10

mais de uma perspectiva prática e do

play20:13

jeito que o C3 é realmente programado

play20:15

ele não equivale ao modelo moderno de

play20:18

computador aliás assim como Raul

play20:21

demonstrou existem diversas formas

play20:23

artificiais e

play20:24

e rosas de tentar montar experimentos

play20:27

teórico abstrato que no caso extremo dá

play20:31

para dizer que um Engenho analítico do

play20:33

Babbage oz3d Zuza ou Colossus tem

play20:36

potencial de ser turing-complete mas na

play20:39

prática eles não tinham chegado lá de

play20:40

verdade eu disse que o caso de Zuza foi

play20:43

de azar Porque sendo conterrâneo detune

play20:45

a diferença entre os dois Aqui tudo em

play20:47

foi escolhido pelo governo britânico

play20:48

para ajudar nos esforços da guerra e

play20:50

teve a sorte de trabalhar num projecto

play20:52

de grande notoriedade mas quando os usa

play20:54

se voluntariou para ajudar na guerra ele

play20:56

foi rejeitado antes de continuar

play20:58

história eu falei algumas vezes o termo

play21:01

turing-complete e se você é programador

play21:03

faz algum tempo já deve ter visto ou

play21:05

participado em discussões inúteis sobre

play21:08

cima linguagem é tudo em conflito ou não

play21:10

deixa aproveitar para esclarecer isso

play21:12

máquinas de turing podem ser funções

play21:15

parciais ou seja funções para as quais

play21:17

não tem saídas bem definidas elas podem

play21:20

receber qualquer número inteiro e da de

play21:22

saída qualquer número inteiro

play21:24

o dele tem uma definição bem mais formal

play21:26

que isso mas só imagina uma máquina de

play21:28

turing como uma função numa linguagem

play21:31

moderna que recebe inúmeros e devolvem

play21:33

números e o conjunto de funções que você

play21:35

pode expressar com máquinas de tu ne é o

play21:38

que chamamos de funções computáveis

play21:40

existem números computáveis e também

play21:42

números não computáveis se for possível

play21:45

calcular o número com precisão

play21:46

arbitrária Esse número é computável no

play21:49

universo de todos os números possíveis

play21:51

de inteiros a Complex up e tudo mais nem

play21:55

todos são computados mas na prática é

play21:57

difícil chegar de cabeça número não

play21:59

computável a maioria que mexemos um dia

play22:01

a dia são computáveis Mas isso é só para

play22:04

relembrar que computadores não

play22:05

necessariamente conseguem lidar com 100

play22:08

porcento dos números possíveis na

play22:10

matemática no máximo aproximamos para um

play22:13

programador que não é um cientista da

play22:15

computação e não vai me dar no dia a dia

play22:17

com construção de CPU ou linguagens de

play22:19

computador ao mês As definições formais

play22:22

não sejam tão interessantes por isso não

play22:24

tô de

play22:24

e mais é mais para entender que existe

play22:27

uma definição matemática que delimita o

play22:30

que são números computáveis e funções

play22:32

computáveis ou seja existe uma definição

play22:34

não só do que dá para fazer mas também

play22:37

do que não é computável se eu quiser me

play22:39

aprofundar o conceito mais importante

play22:41

sobre isso é o que tu me chamou de

play22:43

sequências computáveis fica admissão de

play22:45

casa para vocês pesquisar o que é isso

play22:47

mas voltando para definição uma

play22:50

linguagem turing-complete é uma que pode

play22:52

simular uma máquina de turing como no

play22:55

site de visualização só isso ou seja se

play22:57

você pode simular uma máquina de turing

play22:59

Então pode computar qualquer função que

play23:02

uma máquina de turing consegue computar

play23:05

mas o que a torna completa é que ela

play23:07

pode computar todo o conjunto de funções

play23:09

computáveis de túneis não só alguma na

play23:12

prática todas as linguagens de

play23:13

programação que você consegue imaginar

play23:15

provavelmente podem ser consideradas

play23:18

turing-complete na prática se fossemos

play23:21

que gordurosos ao pé da letra Acho que

play23:23

nem existem

play23:24

O que são turing-complete por definição

play23:27

uma máquina de turing tem uma memória

play23:29

tal fita de papel que não tem limites

play23:31

para a esquerda ou para a direita é

play23:33

infinita o computador de verdade

play23:35

obviamente tem limites você nunca vai

play23:37

ter hum infinita pode ter petabytes e

play23:40

petabyte mas está longe de ser infinito

play23:43

máquinas o linguagens que consegue fazer

play23:45

tudo que uma máquina de turing consegue

play23:47

mais até um certo limite memória

play23:49

chamamos Dener Bound automation o

play23:52

automação linear ilimitada que são

play23:55

máquinas de turing quem põe o limite

play23:57

para esquerda e para direita da fita e a

play23:59

pergunta mais óbvia é sim um computador

play24:02

não pode ser 100% uma máquina de Tuner

play24:04

como que uma linguagem de programação

play24:06

que roda no computador com limites

play24:09

poderia ser turing-complete tem um jeito

play24:11

que define uma linguagem só no papel

play24:13

dizendo que suporta mistas o Array

play24:16

infinito mas na prática a implementação

play24:19

e que limita o tamanho máximo seja tipo

play24:21

dizer que a intenção ele tá dentro das

play24:24

regras

play24:24

e tenta rodar o hardware é que limitado

play24:27

e não deixa Acessar memória infinita e

play24:29

crochê eu não tenho que ir o meio sujo

play24:31

usando uma tecnicalidade da definição na

play24:34

formalidade matemática isso faz

play24:37

diferença mas para um engenheiro vais

play24:39

pouca diferença então se você encontrar

play24:41

alguma discussão acirrada se é linguagem

play24:43

x ou Y é ou não é tudo em conflit e

play24:47

ninguém tá provando que as Tais

play24:48

linguagens conseguem de verdade lidar

play24:50

com memória sem limite então a discussão

play24:52

é uma grande perda de tempo na prática

play24:54

toda linguagem de programação que

play24:57

chamamos por aí de turing complete tem

play24:59

capacidade de fazer qualquer coisa que

play25:02

outra linguagem turing-complete consegue

play25:04

fazer dado tempo suficiente de execução

play25:07

e memória suficiente elas são

play25:09

equivalentes agora você Capaz não a

play25:12

mesma coisa que se eficiente muita gente

play25:14

confunde isso por isso é possível e não

play25:17

deveria ser surpresa fazer um simulador

play25:19

de PC antigo em Java Script como nesse

play25:21

site chamado PC Junior que eu vou deixar

play25:23

linkado nas redes

play25:24

eu acho se você ainda não entendeu um PC

play25:27

é uma máquina universal de tuning que

play25:29

consegue rodar um simulador de pc que é

play25:33

uma máquina de turing feita numa

play25:35

linguagem turing-complete como javscript

play25:37

para simular outra máquina de turing no

play25:40

caso um PC Virtual para jogar Doom como

play25:43

os pcn's de hoje são exponencialmente

play25:45

mais poderosas que precisa dos anos 90

play25:48

até usando uma linguagem como Já

play25:49

myscript conseguimos simular o PC velho

play25:52

inteiro a ponto de mudar o Windows 95

play25:54

jogos Commander Kim O Doom e esses

play25:57

programas não sabem que estão rodando no

play25:59

ambiente simulado de qualquer forma para

play26:02

uma linguagem ser turing-complete na

play26:04

prática não precisa de muita coisa não

play26:06

são sintaxes exóticas bibliotecas

play26:09

complicados nem nada disso uma linguagem

play26:12

imperativa basta ter alguma forma de

play26:14

repetição condicional como um raio um if

play26:19

com guncho e uma forma de ler e escrever

play26:22

para algum lugar tipo registradores ou

play26:24

e funcional baseada em lambda-calculus

play26:27

basta consegui abstrair funções de

play26:30

argumentos e aplicar funções e

play26:31

argumentos Tecnicamente se você consegue

play26:33

fazer recursão tá com meio caminho

play26:36

andado existe um conceito chamado

play26:38

touring tarpit um poço de piche no

play26:41

sentido de você se sujar e afundar de

play26:43

linguagens que foram desenhadas

play26:45

especificamente para tênis ó o mínimo do

play26:48

mínimo para cê turing-complete se e

play26:50

legível e Fácil de usar não é parte do

play26:52

requerimento e nessa categoria se

play26:54

encontram linguagens como brainfuck que

play26:57

é uma linguagem turing-complete e

play26:58

Teoricamente consegue fazer tudo Só vai

play27:01

ser terrivelmente traumático de tentar

play27:03

se você nunca viu eles um exemplo de um

play27:05

programa que calcula números de

play27:06

Fibonacci engraving funk e sim acreditem

play27:09

ou não isso é uma linguagem de verdade e

play27:12

é turing-complete divirtam-se por isso

play27:15

Eu repito sim qualquer linguagem

play27:16

turing-complete consegue fazer tudo que

play27:18

outra turing-complete faz mas não quer

play27:20

dizer que vai ser eficiente uma que

play27:22

confunde muita gente são expressões

play27:23

regulares

play27:24

a linguagem decente suporta hoje em dia

play27:26

e não se pessoas singulares não são

play27:29

touring cumpridos primeiro que ele só se

play27:30

move em uma direção quando adicionar um

play27:32

beck reféns não se passava se

play27:34

turing-complete mas para todos os

play27:36

propósitos pode considerar que não é

play27:38

como o próprio nome diz se ela faz parte

play27:40

da categoria de linguagens regulares que

play27:42

são linguagens que podem ser definidas

play27:44

puramente com expressões regulares você

play27:46

vai entender isso se estudar autômato

play27:48

finito determinístico se estudar

play27:50

compiladores vai chegar em coisas com a

play27:52

hierarquia de chomsky fica a direção de

play27:54

casa também outros exemplos que você já

play27:57

deve ter ouvido falar e é verdade essa

play27:59

Kelly não é turing-complete e HTML ou

play28:02

XML não são turing-complete na prática

play28:05

assim podem ser consideradas as

play28:07

linguagens de programação mas não são

play28:09

completas ou seja não conseguem fazer o

play28:12

quê outras linguagens conseguem para um

play28:14

engenheiro não importa tanto o que

play28:16

importa é eficiência para certos casos

play28:19

de uso por exemplo horroroso brainfuck é

play28:21

touring com cliente mas é inútil para

play28:22

ser usado de verdade a menos

play28:24

é um sadomasoquista já HTML mesmo não

play28:27

sendo complete é bem mais útil na

play28:29

prática então uma discussão mais

play28:31

acadêmica que não tem tanta utilidade a

play28:33

menos que de novo você seja alguém

play28:35

trabalhando na pesquisa e

play28:36

desenvolvimento de novas linguagens por

play28:39

exemplo finalmente se for para ser

play28:41

seguro osamente formal nenhum computador

play28:44

nem linguagem é touring com pente de

play28:46

verdade porque não temos memória

play28:47

infinita turing-complete é o ideal

play28:50

inatingível o topo da cadeia alimentar

play28:52

da Ciência da Computação nada que foi

play28:55

construído até hoje supera O que é

play28:57

possível fazer com uma máquina de turing

play28:58

teórico a gente só se aproxima mesmo se

play29:01

pensarmos em um computador quântico ele

play29:03

também não consegue fazer nada mais que

play29:06

uma máquina de turing já não faça vai

play29:08

ser absurdamente mais eficiente mas só

play29:10

isso eficiente é importante esse

play29:12

conceito para entender que o paradigma

play29:14

Geral de computação que conhecemos hoje

play29:16

foi delimitado por Allan Turini e

play29:19

ninguém conseguiu pensar em outro modelo

play29:21

que supera o dele não é impossível só

play29:23

ninguém conseguiu ainda

play29:24

E agora voltando sobre a diferença entre

play29:27

grandes máquinas de calcular e um

play29:29

computador moderno ou seja uma máquina

play29:31

universal de tu ne agora você já sabe

play29:34

que muita gente chama as máquinas de

play29:35

baba juíz usa o Eniac O Colosso como

play29:39

computadores mas na real são máquinas de

play29:41

calcular glorificados não são máquinas

play29:44

de turing importantes não tem parentesco

play29:46

com nossos computadores modernos se usar

play29:48

na loja de 45 o computador de Babbage

play29:51

tem tanto parentesco com nossos PCs

play29:53

smartphones quanto um macaco tem

play29:56

parentesco com seres humanos o DNA

play29:58

Batman porcentagem mais nós e os macacos

play30:01

somos espécies completamente diferentes

play30:03

nós não descendemos dos Macacos apesar

play30:06

do túnel tem desenvolvido toda a

play30:08

matemática que dá origem à Ciência da

play30:10

Computação a máquina de turing e teórica

play30:13

um modelo quem de verdade trabalhou no

play30:16

desenvolvimento do primeiro hardware que

play30:18

pode ser considerado de fato o primeiro

play30:20

computador moderno completo de verdade

play30:22

foi John von Neumann

play30:24

e do EDC cujo paper pode ser considerado

play30:27

as bases do computador moderno por isso

play30:30

chamamos arquitetura de hardware de todo

play30:32

o computador como arquitetura vão Moema

play30:34

e segundo ele o que o tour envolveu a

play30:36

impressionante mas ele não chegou a

play30:38

descrever como de fato construir uma

play30:40

máquina de turing de verdade aí eu vou

play30:42

Norma preencher as lacunas que faltavam

play30:45

do ponto de vista da engenharia do

play30:47

Hardware eu falei bastante de tuning e

play30:49

todo mundo hoje em dia já ouviu falar

play30:52

dele especialmente depois do filme e por

play30:54

outros motivos que não tem nada a ver

play30:56

com Ciências da Computação mas eu acho

play30:58

que a maioria dos programadores não ouvi

play31:00

falar em John von Neumann como deveria

play31:03

nem eu vou corrigir isso hoje essa

play31:04

descrição vai ser lotada de superlativos

play31:07

Então pode se preparar eu gostei de um

play31:09

artigo que saiu no blog cantor super a

play31:11

dizem 2019 escrito por George o ex Down

play31:14

e eu vou pegar emprestado alguns trechos

play31:16

mas eu recomendo ler o artigo completo

play31:18

que eu vou deixar nas descrições abaixo

play31:20

o artigo abre com uma frase sem autoria

play31:23

que diz a

play31:24

e matemáticos prova que podem vão Oi

play31:27

mano prova o que quer Pois é eu falei

play31:30

que ia ter superlativos eu achei o

play31:31

continuar descrevendo como um ótimo

play31:33

representante dos grandes matemáticos

play31:35

qualquer um poderia descrevê-lo com uma

play31:38

pessoa mais inteligente que já viveu e

play31:40

não seria um exagero Digamos que todo o

play31:42

prêmio Nobel de ciências do século 20

play31:44

iria reconhecer vão Norma não só como um

play31:46

par mas muitas vezes com o superior e

play31:49

não seria exagero dizer que se a física

play31:51

teórica teve Albert Einstein a

play31:53

matemática e computação não ficaram nem

play31:55

um pouco longe porque tiveram vão Norma

play31:58

vão noiva nasceu no começo do século 20

play32:01

em Budapeste na Hungria E desde criança

play32:03

já era prodígio história círculo que

play32:06

quando ele tinha seis anos já conseguia

play32:09

fazer cálculos tipo dividir números de 8

play32:11

digitos de cabeça e conversar em grego

play32:13

antigo se não parecer grande coisa ele

play32:15

já era proficiente em cálculo aos 18

play32:18

anos nem a teoria das funções de e-mail

play32:20

boreal os 12 e segundo relatos de muitos

play32:23

que o conheceram ao longo dos anos

play32:24

o que ele tinha memória eidética lembro

play32:27

do Sheldon The Big Bang Theory Pois é só

play32:30

que aqui era real ele era capaz de

play32:31

repetir tudo que havia lido o mesmo anos

play32:33

depois num dos relatos no livro de

play32:36

campeão Pascal tive um noema de Herman

play32:39

goldstein ele diz o seguinte uma de suas

play32:42

habilidades impressionantes ela se o

play32:44

poder de lembrança absoluta dentro do

play32:46

que eu posso dizer vão nome era capaz de

play32:48

ler um livro um artigo Esse tá de volta

play32:51

a palavra por palavra e ele podia fazer

play32:53

isso anos depois sem hesitar ele também

play32:55

conseguia traduzir sem diminuir a

play32:58

velocidade da sua língua original para

play32:59

inglês numa ocasião Eu testei sua

play33:02

habilidade e pedir que ele me dissesse

play33:03

como um conto clássico appelt Os seres

play33:06

começaram e a cena começou a recitar o

play33:08

primeiro Capítulo inteiro sem pausas e

play33:10

continua citando até que eu pedi que ele

play33:12

parasse depois de uns 10 ou 15 minutos

play33:15

p*** que o pariu esse é o tipo de coisa

play33:18

que é quase Super Poder de herói da

play33:20

Marvel cara tipo um 20 Winters com Tony

play33:22

Stark Mas isso é só

play33:24

o Iceberg quando eu vou lá entrou para

play33:26

faculdade em 1921 ele já tinha escrito

play33:29

um paper com seu tutor sobre uma

play33:30

generalização do Teorema de Ferrier aos

play33:33

18 anos ele já era reconhecido como

play33:35

matemático propriamente dito colaborou

play33:38

em papers obter Unidos conjuntos em

play33:39

Berlim e teve aulas de física incluindo

play33:42

estatística mecânica com Albert Einstein

play33:45

assim ele tava na dúvida de que

play33:47

faculdade fazer então eventualmente se

play33:49

formou tanto em Engenharia Química

play33:50

quando pega bem matemática aos 24 anos

play33:53

sem duas ao mesmo tempo formado summa

play33:57

c** Laude ou seja com a maior das honras

play33:59

um dos professores de matemática relatou

play34:02

o seguinte durante um seminário para

play34:04

estudantes avançados em Zurique que eu

play34:06

tava ensinando eu cheguei num certo o

play34:08

teorema e disse que ele ainda não estava

play34:10

provado em que podia ser difícil vão

play34:13

noiva não disse nada por cinco minutos

play34:15

daí levantou a mão quando eu chamei ele

play34:17

para ir para lousa ele foi Escreveu a

play34:19

prova depois disso eu tive medo de voo

play34:21

nome assim e esse professor era

play34:24

o folhear por si só um dos maiores

play34:27

matemáticos da Hungria depois disso ele

play34:29

continuou trabalhando em pesquisa com

play34:31

maior matemático do mundo na época David

play34:33

Hilbert e durante esse período ele

play34:35

escreveu um monte de paper sobre teoria

play34:38

dos conjuntos Em lógica enquanto ainda

play34:40

estava na faixa dos 20 anos e em resumo

play34:43

sua maior contribuição à teoria dos

play34:44

conjuntos é o que seria chamado de

play34:46

teoria vão Norma bernis Golden e não eu

play34:49

não sei o que significa fica direção de

play34:51

casa para vocês mais ou menos na mesma

play34:53

época que tava contribuindo na para

play34:55

teoria dos conjuntos ele também provou o

play34:58

teorema conhecido como Minimax para

play34:59

jogos de soma zero e isso criaria a

play35:02

fundação para o novo campo de estudos

play35:04

que viria a ser chamado de teoria dos

play35:06

jogos lembra aquele filme do nosso

play35:08

chroma Mente Brilhante por causa do

play35:10

filme todo mundo acha que foi o John

play35:11

Nash que deu origem à teoria dos jogos e

play35:14

apesar de ter sido importante depois

play35:16

quem criou a fundação toda foi vão Norma

play35:19

em colaboração com economista Óscar

play35:21

mornstar vão Norma depois publicaria o

play35:24

livro

play35:24

o tipo em jogos cooperativos de soma

play35:27

zero intitulado teoria dos jogos e

play35:29

comportamento econômico em 1944 Mas

play35:33

voltando para 1929 ou seja como estava

play35:36

com 26 anos e já tinha publicado 32

play35:39

paper de pesquisa quase um paper por mês

play35:41

e até aquele já influenciou os campos de

play35:44

teoria dos conjuntos e ajudou a fundar a

play35:46

teoria dos jogos que mais nessa época um

play35:48

tema que tava só começando gerar

play35:50

discussões ferrenhas entre físicos a tal

play35:53

da física quântica numa dessas disputas

play35:55

tava nomes que você já ouviu falar

play35:57

Aizemberg blogger e não não é esse

play36:00

Heisenberg e sim esse outro George era

play36:03

meio reitor do Heisenberg dizendo que as

play36:05

formulações dele fala tudo errado

play36:07

iniciando com o incidente Entre esses

play36:09

dois nos anos seguintes o vão Norma

play36:12

publicou vários papers que estabeleceram

play36:14

um frame que matemático rigoroso para

play36:17

mecânica quântica hoje conhecido como

play36:19

axiomas Dede aqui vão longe isso sem

play36:22

contar que ele explicou como entender a

play36:23

mecânica quant

play36:24

a vista estatístico ele teve um Insight

play36:27

que nem Heisenberg nem Osbourne show em

play36:30

que eles tiveram baseado no campo de

play36:32

estudo de seu mentor Deivid ryllberth os

play36:34

espaços vetoriais de Hilbert que eu

play36:36

menciono no meu vídeo sobre supremacia

play36:38

quântica mas só Resumindo que enquanto

play36:41

os gênios como Sharingan estavam batendo

play36:42

cabeça entre eles vão Nós não foi e

play36:45

encerrou a discussão só que daí o ponto

play36:48

do Hitler subiu ao poder na Alemanha a

play36:50

guerra tal para começar e vou Norma foi

play36:52

para os Estados Unidos recrutado para a

play36:54

universidade princeton como professor

play36:56

visitante logo no começo ele se virou

play36:58

para teoria agor dica e sem eu também

play37:01

não tenho a mínima ideia do que diabos é

play37:02

isso mas segundo o artigo teoria erótica

play37:05

é uma área da matemática que estuda as

play37:07

propriedades estatísticas de sistemas

play37:10

dinâmicos deterministicas enfim basta

play37:12

dizer que para surpresa de ninguém essa

play37:14

altura vão noiva fez contribuições

play37:16

essenciais incluindo o teorema ergódico

play37:19

médio de vão nós não considerado a

play37:21

primeira base matemática rigorosa para

play37:23

estatísticas

play37:24

em líquidos e gases omatematico.com

play37:27

House disse sobre isso se como Norma

play37:29

Nunca tivesse feito mais nada só isso já

play37:32

seria suficiente para garantir e

play37:34

mortalidade na matemática com a Segunda

play37:37

Guerra eminente os pontos nazistas

play37:39

perseguidos o Deus era questão de tempo

play37:41

para chegar e na universidade de goste

play37:43

nem na Alemanha que é então a referência

play37:46

do mundo em matemática e física mas por

play37:48

causa da perseguição diversos nomes

play37:50

famosos Ou foram expulsos ou fugiram e

play37:53

muitos foram para o recém-formado

play37:54

Instituto para estudos avançados nos

play37:56

Estados Unidos além de voronoi magner

play37:59

meio Einstein que era judeu Claro daí

play38:01

outros com Max Born Leo szilard é do

play38:03

hortelã é demo Landau James Frank

play38:06

Richard klann e vários outros foram

play38:08

também enquanto estava no instituto de

play38:11

estudos avançados V online só para

play38:13

variar fundou o campo de geometria

play38:15

continuar assim como no caso da teoria

play38:17

ergódica Ele publicou dois papers um

play38:19

provando sua existência discutindo suas

play38:21

propriedades e outra dando exemplos

play38:23

fundada

play38:24

já virou rotina para o online Fiquei

play38:26

imaginando ele acordando e pensando que

play38:29

Novos Campos de estudo que não existe eu

play38:31

quero revolucionar hoje e para provar

play38:33

isso lá para o meio dos anos 30 ele

play38:35

desenvolveu a expertise também na

play38:38

ciência de explosões fenômeno que é bem

play38:40

difícil de modelar matematicamente Veja

play38:42

uma explosão em cg-em filmes dos últimos

play38:44

20 anos e você vai ver que só hoje

play38:47

conseguimos simular explosões de forma

play38:49

mais realista de qualquer forma vão

play38:52

Norma acabou se tornando uma autoridade

play38:54

também na matemática de cargas moldadas

play38:56

cargas explosivas para focar o efeito da

play38:59

energia na explosão e sua maior

play39:01

contribuição para a bomba atômica foi no

play39:03

conceito e design das lentes explosivas

play39:05

que era necessário para comprimir o

play39:07

lucro de plutônio da arma fat Man que

play39:09

foi a usada em Nagasaki assim ele

play39:12

participou do projeto Manhattan bem e

play39:15

era conhecido de Richard Freeman e

play39:17

Robert oppenheimer no currículo de voo

play39:20

normal até agora temos contribuições na

play39:22

matemática incluindo teoria dos

play39:23

conjuntos

play39:24

os números espaços de Hilbert na física

play39:27

em especial mecânica quântica na

play39:29

economia com a teoria dos jogos na

play39:31

Biologia com celulares autômatos e

play39:33

depois em computadores e inteligência

play39:34

artificial e aqui Voltamos ao nosso

play39:37

tópico Central seu trabalho como

play39:39

computadores começou em princeton no

play39:41

meio dos anos 30 depois de se encontrar

play39:44

com um jovem Alan turing de 24 anos

play39:46

quando ele também passou um ano no

play39:48

Instituto de estudos avançados em ti

play39:50

1936 e 37 tudo em começou sua carreira

play39:53

trabalhando no mesmo Campo que vão Norma

play39:55

em teoria dos conjuntos lógica e o

play39:58

problema de decisão de gilberte o tal di

play40:00

emitiram problema por isso seu paper

play40:03

seminal de 1936 se chama on camping or

play40:06

álbum Number with application to be and

play40:08

Roms problema quando terminou seu phd

play40:11

1938 pudim já tinha estendido o trabalho

play40:15

de um Norma e godel e introduziu lógica

play40:18

original e adoção de computação relativa

play40:20

aumentando suas máquinas de turing

play40:22

anteriores por máquinas

play40:24

e permitindo o estudo de problemas que

play40:27

vão além das capacidades da máquina de

play40:29

túnel original vão noiva chegou a

play40:31

convidar Tuner para uma posição de

play40:33

pós-doutorado como assistente de

play40:35

pesquisa depois do phd mais turnê

play40:37

rejeitou e em vez disso viajou de volta

play40:40

para a Inglaterra para participar do

play40:42

filme do cabelo Betty quebrando o código

play40:44

dos nazistas E ajudando a vencer a

play40:46

guerra apesar do touring ter ido embora

play40:48

vão Norma continuou pensando sobre

play40:50

computadores durante o fim dos anos 30 e

play40:53

durante a guerra Depois da sua

play40:54

experiência no projeto Manhattan ele foi

play40:56

atraído pelo projeto do Eniac da

play40:58

Universidade da Pensilvânia durante o

play41:00

verão de 1944 ele tinha uma boa noção da

play41:03

quantidade massiva de cálculos

play41:05

necessários para prever o raio de uma

play41:07

explosão nuclear ou planejamento do

play41:09

caminho da bomba e também subir Como

play41:11

quebrar esquemas de criptografia são

play41:13

centenas de cálculos complexos

play41:15

diferentes e lembre que o Eniac era uma

play41:17

calculadora eletrônica glorificado e

play41:19

horrorosa que só conseguia fazer uma

play41:22

tarefa de cada vez e toda vez para

play41:24

eu precisava reconfigurado dezenas de

play41:26

cabos por vão Norma Tava claro que isso

play41:29

não ia rolar em 1945 projeto de

play41:32

construção do computador and Wacky Ele

play41:34

propôs a descrição para arquitetura de

play41:36

computadores hoje conhecido como

play41:38

arquitetura vão Norma que inclui o

play41:40

básico de um moderno computador

play41:41

eletrônico digital uma unidade de

play41:44

processamento que contém uma unidade de

play41:46

lógica aritmética e registradores de

play41:48

processo uma unidade de controle que

play41:51

contém o registrador de instrução e um

play41:53

contador de programa uma unidade de

play41:55

memória que possa armazenar dados e

play41:57

instruções armazenamento externo e

play42:00

mecanismos de entrada e saída ou seja

play42:02

ele especificou o que hoje chamamos CPU

play42:05

Ram e tudo mais é a descrição de um

play42:08

computador moderno Como eu disse antes o

play42:10

grande Insight que separa o computador

play42:13

moderno das grandes calculadoras que

play42:15

tanto tu ne quanto vão lama pensar mas

play42:17

que não era nem um pouco Óbvio na época

play42:19

era o conceito de instruções de programa

play42:21

e dados com viverem no mesmo espaço de

play42:24

mim

play42:24

o casamento em vez de serem duas coisas

play42:27

separadas como na máquina de Babbage e

play42:29

não contente em ter feito só isso claro

play42:32

que vão Remo foi além se você estudou

play42:34

algoritmos e estruturas de dados na

play42:36

faculdade envio algoritmos de ordenação

play42:38

Com certeza esbarrou numerj sorte que

play42:41

divide a Reis pela metade antes de

play42:44

ordenar os recursos vivamente para no

play42:46

final fazer o merge do resultado e foi

play42:48

inventado por John vão noiva Claro e ele

play42:51

mesmo escreveu algoritmo para o

play42:52

computador é devaki de bônus já que

play42:55

parece que ele tinha tempo sobrando ele

play42:57

introduziu o computação estocástica

play42:59

embora a ideia tão inovadora para a

play43:01

época que não ser implementada por mais

play43:03

uma década e por fim ele criou o campo

play43:06

de autômatos celulares que precedeu a

play43:08

descoberta da estrutura do DNA por

play43:11

muitos anos e esse provavelmente vai ser

play43:14

o maior melhor e mais influente

play43:16

currículo de um acadêmico engenheiro que

play43:19

você jamais vai ver e só para jogar mais

play43:21

lenha na fogueira você poderia imaginar

play43:24

que uma tema

play43:24

Oi livre de voo noiva que está a lhe pau

play43:27

a pau no grupo de nomes como a estão

play43:29

should grow ryllberth deve ser um

play43:31

daqueles matemáticos introspectus time

play43:34

200 sociais bem no estilo túnel do

play43:37

câmbio Betty né Não pelo contrário

play43:39

segundo relatos de conhecidos festas e

play43:43

vida noturna tinha um apelo especial

play43:45

para vão longe mas enquanto ensinava na

play43:48

Alemanha ele foi a símbolo da era de

play43:50

cabarés do circuito noturno de Berlim e

play43:53

as festas na casa de vovó Norma eram

play43:55

frequentes e famosas em longas ele era

play43:58

aquele tipo mais bonachão que fazer

play44:00

piadas infames E durante o período no

play44:02

instituto de estudos avançados em

play44:04

receber reclamações Por que ligava seu

play44:06

gramofone super alto tocando marchas

play44:08

alemãs no escritório e é distraído todo

play44:11

mundo incluindo Albert Einstein que

play44:12

ficava potássio vão noiva morreu de

play44:15

Câncer em 1957 aos 53 anos ou seja tudo

play44:19

isso que eu contei foi antes dos 50 anos

play44:22

se você é do tipo que gosta de ter

play44:23

alguém que

play44:24

o olhar o ideal inatingível esquece

play44:27

porcaria desse eu descartável influência

play44:30

mamão com açúcar isso é definição de

play44:32

padrões muito baixo se é para sonhar

play44:35

então sonha alto e coloca um Moema como

play44:37

objetivo de vida para ser fã quando eu

play44:39

tiver em dúvida pense o que vão lá em

play44:42

uma faria um vamos pegar um problema

play44:44

todo mundo acha impossível resolver e

play44:47

resolver e por hoje é isso aí eu disse

play44:49

que essa história ser cumprida mas eu

play44:52

acho que a grande maioria dos

play44:53

programadores simplesmente desconhece

play44:56

João Norma todo mundo já ouviu falar de

play44:58

Alan Tuner mas só o que tem no filme e

play45:00

muito programador iniciante adora falar

play45:03

sobre turing-complete E se eu perguntar

play45:05

o que é uma máquina de turing só sobra

play45:07

silêncio tulim e vão Norma definiram O

play45:11

que é o computador moderno que usamos

play45:13

até hoje tanto do ponto de vista do

play45:15

Rigor matemático até a arquitetura do

play45:17

Harbour propriamente dita e por isso eu

play45:19

considero essa dobradinha com os

play45:21

verdadeiros pais da computação e eu sei

play45:24

muito

play45:24

Ah tá mas cadê o alonzo church in

play45:27

lambda-calculus relaxa que tá uns planos

play45:29

podes uma hora para não perder quando

play45:31

sair assim o canal e clique no Sininho

play45:34

para ser notificado se curtir o vídeo

play45:36

deixe um joinha e Compartilhe o vídeo

play45:38

com seus amigos a gente se vê até mais

Rate This

5.0 / 5 (0 votes)

Related Tags
Computing HistoryAlan TuringJohn von NeumannMechanical TypewriterTuring MachineENIACColossusTheory of GamesComputational TheoryEarly Computers