这次课主要讲解了关于信息处理的模型——图灵机、计算机科学的定义等知识点。
首先,图灵机主要有几个部分组成:
(1)一条无限长的纸带TAPE
(2)一个读写头HEAD
(3)一个控制器(包括一套控制规则集合和一个状态寄存器)
如图所示
其中控制器的规则格式为(当前状态,当前符号,新符号,读写头移动,下一个状态)。需要注意的是,图灵机虽然看上去像一个物理模型,但是由于它是有设想出来的无限纸带,因此无法真正实现。但是,图灵机在理论上可以模拟出现代计算机中的所有计算,几乎是现代计算机的数学模型,是一种抽象的计算模型,在计算机中发挥出无可替代的作用。
随后是我们计算机科学的定义,计算机科学随着时代的发展,可以肯定的是它是一门学科。计算机科学的基本思路涵盖从理论研究、模型抽象到工程设计三个方面。
1.理论是数学的根本
2.抽象是自然科学的根本
3.设计是工程的根本
可以看出计算机科学的三个学科形态:理论、抽象与设计。这三个方面各不相同又彼此联系,共同形成了计算机科学这个全新的学科。
在实际的我们使用的计算机中基本上都属于冯诺依曼体系结构,如图所示
从图中可以看出她由几个部分组成:控制器、运算器、存储器、输入设和输出设备。核心思想是计算机的数制采用二进制,计算机应该按照程序顺序执行,这样才能一步步处理数据,直到得到最终结果。
之后,我们要明白计算机的组成。个人计算机的硬件子系统分为主机和外部设备,具体点就是CPU,主板,内存,硬盘,显卡,显示器,鼠标键盘,光驱等等。
其中,主要的是中央处理器(Central Processing Unit),简称CPU,是计算机的运算核心和控制核心,是信息处理、程序运行的最终执行单元。
内存储器是用于存放要执行的程序和相应的数据。没有内存,程序就无法输入到计算机中,进而无法执行,内存的重要性不言而喻。
外存储器(也称辅助存储器)是指除计算机内存及CPU缓存以外的存储器。生活中,常常提到的硬盘、光盘、U盘等等都属于外存储器。
输入设备是给计算机输入程序、数据和图片等数据,常用的有鼠标、键盘、触摸屏等。
输出设备是将计算机处理后的信息结果输出,常用的有显示器、打印机等。
另外,工作站是以个人计算环境和分布式网络计算环境为基础,其性能高于微型计算机的一类多功能计算机。
计算机系统结构是计算机的机器语言程序员或编译程序编写者所看到的外特性。所谓外特性,就是计算机的概念性结构和功能特性,它主要研究计算机系统的基本工作原理,以及在硬件、软件界面划分的权衡策略,建立完整的、系统的计算机软硬件整体概念。
计算机组成是计算机系统机构的逻辑实现。而计算机实现就是计算机组成的物理实现。一句话就是说把完成逻辑设计的计算机组成方案转换成真实的计算机。
要清楚的是,计算机系统结构、计算机组成和计算机实现是三个不同的概念,各自有区别又有着紧密联系 。
链接:https://baike.baidu.com/item/图灵机/2112989?fr=aladdin
https://baike.sogou.com/v267711.htm?fromTitle=%E5%86%AF%E8%AF%BA%E4%BE%9D%E6%9B%BC%E4%BD%93%E7%B3%BB%E7%BB%93%E6%9E%84