Vorläufer der Festplatte: Was ist die Turing-Maschine?

Die Turing-Maschine ist nur ein mathematisches Konstrukt, aber mit seinem Gedankenexperiment nahm Alan Turing die Arbeitsweise moderner Festplatten vorweg.

Turing stellte sich ein unendlich langes Band von kleinen Kästchen (den Speicher) vor und einen Lese-/Schreibkopf, der dieses Band entlangwandern kann. In jedem Kästchen kann genau ein Zeichen eines begrenzten Alphabets gespeichert werden und der Lese-/Schreibkopf kann diese Zeichen nach einem festgelegten Programm verändern. Das bedeutet: Die Maschine kann sich in einer bestimmten Zahl von Zuständen befinden. Ein Satz von Regeln beschreibt, was die Maschine tun soll, wenn sie in einem bestimmten Zustand ist und der Schreib-/Lesekopf ein bestimmtes Zeichen liest. Dabei sind nur drei Aktionen möglich: Das Zeichen im Kästchen ändern (oder gleich lassen), den Zustand der Maschine ändern und dann den Kopf nach rechts oder links bewegen.

Turing konnte zeigen, dass diese simple Maschine ausreicht, um alles, was berechenbar ist, auch zu berechnen. Es ist das Prinzip, nach dem moderne Festplatten funktionieren – mit einem Alphabet aus Nullen und Einsen. Zu Turings 100. Geburtstag haben einige Forscher eine Turing–Maschine aus Lego gebaut (http://www.legoturingmachine.org). Um Legobausteine zu sparen, ist das Band allerdings nicht unendlich. Es hat nur 32 Positionen. kkp