1.图灵模型
图灵机：什么是图灵机
- Alan Turling(阿兰图灵)1937年首次提出通用计算机设想:所有的计算都可能在一种特殊的机器上执行
- 是一种数学上的描述
- 不是一台真实的机器
数据处理器
首先暂且把计算机可以看做一种接收数据输入、处理数据并产生数据输出的黑盒。
问题:没有确定计算机能处理的数据是什么。
可编程数据处理器
图灵模型:可编程计算机
程序：高速计算机对数据处理的指令集合
可编程数据处理器-输出数据
输出数据：根据输入数据+程序，得到输出数据：
- 相同程序，不同输入数据：输出数据不同；
- 相同数据数据，不同程序：输出数据不同；
- 相同输入数据，相同程序：输出数据相同；
通用图灵机
通用图灵机是对现代计算机的首次描述，该机器只要提供合适的程序就能做任何运算。
2.冯诺依曼模型
- 由科学家冯诺依曼提出的模型理论；
- 基于图灵机建造的计算机欧式在存储器上存储数据；
- 鉴于程序和数据在逻辑上是相同的，因此程序也能存储在计算机的存储器中。
四个子系统
- 存储器：用来存储数据和程序的区域；
- 算术逻辑单元(ALU):用来计算和逻辑运算的地方；
- 控制单元：对存储器、算术逻辑单元、输入/输出等子系统进行控制操作；
- 输入/输出单元:输入子系统负责从计算机外部接收输入数据，输出子系统负责从计算机处理结果输出到计算机外部。
冯诺依曼模型-存储程序概念
- 冯诺依曼模型要求程序也必须存储在存储器(内存)中；
- 现代计算机的存储单元用来存储程序和数据，这意味着程序和数据应该有相同的格式，实际上他们都是以位模式(0和1序列)存储在内存中；
- 什么是位模式？
冯诺依曼模型-指令的顺序执行
- 冯诺依曼模型中的一段程序是由一组数量有限的指令组成。
- 控制单元从内存中提取一条指令，解释指令，解释指令，接着执行指令，也就是说指令是一条接着一条顺序执行的。
3.计算机组成
计算机由三大部分组成
- 计算机硬件
- 计算机数据
- 计算机软件
计算机组成部分-数据
冯诺依曼模型将计算机定义为一台数据处理机，它接收输入数据，处理数据，最后输出数据
存储数据
- 计算机是一台电子设备，最好的数据存储方式应该是电子信息，以电子信号的出现和消失(位模式)来存储数据，即以两种状态之一来存储数据。但是日常生活中的数据(文本、图像、声音、视频等)不是以位模式来存储的，不能直接存储到计算机中，除非将这类数据转换为位模式。
为什么采用位模式？
因为电子设备对位模式的实现较为简单(通电或不通电，高电压和低电压...)
组织数据
- 在数据存储到计算机之前，需要合理有序的组织成不同的格式。将数据从计算机中输出也需要表现不同的形式。
计算机组成部分-软件
算法
程序按照一系列的指令执行使得编程成为可能，程序员通过指令集中的指令组合，完成特定的运算任务，按照有序指令解决问题的方法，就是算法。
语言
- 机器语言：程序员编写位模式(0和1的组合)的指令来完成任务；
- 符号语言：随着任务的复杂性越来越高，科学家研究使用符号来表示位模式指令，这样计算机编程语言就诞生了
软件工程
软件工程指结构化程序的设计和编写，为高效的程序开发而诞生的一门理论体系，这部分后面会讲到
操作系统
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