通俗说说计算机的原理(计算机的原理究竟是什么)

相信在这个时代,工作工程中使用最多的莫过于计算机,那么你知道计算机的原理是什么吗?近期在V2EX论坛就有这样一个类似问题引起大家的讨论,就是计算机的原理是图灵机吗?

通俗说说计算机的原理(计算机的原理究竟是什么)(1)

这位网友所提出的问题也是很有探讨意义:

  • 如果说计算机是图灵机演变的,那么图灵机的设计理念是什么?
  • 从百科查到:
  • 所谓的图灵机就是指一个抽象的机器,它有一条无限长的纸带,纸带分成了一个一个的小方格,每个方格有不同的颜色。有一个机器头在纸带上移来移去。机器头有一组内部状态,还有一些固定的程序。在每个时刻,机器头都要从当前纸带上读入一个方格信息,然后结合自己的内部状态查找程序表,根据程序输出信息到纸带方格上,并转换自己的内部状态,然后进行移动。
  • 初看好像也没什么,但这样的图灵模型一定是经过理论证明过可行的,那么它的理论依据是什么?
  • 为什么这么搞。它解决的是什么问题,它有什么局限?

通俗说说计算机的原理(计算机的原理究竟是什么)(2)

图灵机奠定现代计算机理论基础

根据目前资料来看:computer(计算)在这个词最早指的是一个人,并且很有可能是一个女人。在上个世纪二三十年代,名为 computer 的人的主要工作是进行大量繁杂而又无趣的科学计算。当时有一个数学家,致力于发明一种可以用于计算的机器,希望从本质上解决这些计算问题。这个人就是图灵,而这个被他发明出来用于计算的机器就被称之为图灵机。

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但是一定要明白一点:图灵机只是一种计算模型,而计算机模型不知图灵机一种,还有 lambda 演算等等,然而所有的计算模型都能证明与图灵机等价,或者计算能力不超过图灵机。图灵机是这些计算模型里面最直观的最简单的。

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大家普遍相信图灵机不可计算的,就是不可计算的定义。图灵机用一种直观的方式定义了什么是计算。用这个模型可以得出计算的极限——可计算性。什么问题是可计算的,什么问题是不可计算的。只能说图灵机奠定了现代计算机的理论基础。

关于更多图灵机的知识大家可以自己看看计算机理论,其中有关于图灵机的知识讲解。

冯诺伊曼计算机体系结构

相信目前接受过教育或者使用计算机的用户,肯定都听过冯诺伊曼这个名字。他所参加的各项研究均是当时科技顶端。其中现代计算机体系结构正是由冯诺伊曼研究。

冯·诺依曼体系结构冯·诺伊曼理论的要点是:计算机的数制采用二进制;计算机应该按照程序顺序执行。人们把冯·诺伊曼的这个理论称为冯·诺伊曼体系结构。

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可以说冯诺伊曼计算机体系结构是图灵机更好的一种实现方式,所以冯诺伊曼也被称为是电子计算机之父,图灵被称为是计算机理论之父,都是计算机中主要贡献人物。

结语

其实无论是图灵、还是冯诺伊曼,或者其他的一些计算机中的有名人物,大家不要过分去吹或者贬低某一位科学家,他们都在科技发展中献出自己努力与才华,都是值得我们去敬仰的人物,就像牛顿说过:我之所以成功是因为我站在巨人的肩膀上!而图灵、冯诺伊曼都是计算机中巨人

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所以,希望大家多学习知识,一起去改善计算机计算速度,也在科学界显出自己一份力

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