导论课后小结.2

本次课程主要讨论了图灵机，计算机的硬件子系统等知识，以下将对这些知识做详细介绍。

一.图灵机

　　数学家图灵在1936年提出了一种十分简单但运算能力极强的理想计算装置——图灵机的概念，继而推进了计算机理论的发展。

　　图灵机的基本思想就是模拟人们用纸和笔进行运算的过程。图灵机由以下几个部分组成。

　　（1）一条无限长的纸带TAPE，纸带两端可以无限延长

　　（2）一个读写头HEAD，可以左右移动，读出当前格子的符号，也可以改变当前格子的符号。

　　（3）一个控制器，用于控制读写头

　　       1>控制规则集合：根据当前机器所处状态以及当前读写头所指的格子中的符号来确定读写头下一步的动作，并改变便状态寄存器的值。

　　　　2>状态寄存器：用来保存图灵机当前所处的状态

                                                                     

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    　图灵机模型

二.计算机的硬件子系统

1.中央处理器

中央处理器（CPU）由控制器，运算器和寄存器组成。中央处理器作为计算机系统的运算和控制核心，是信息处理、程序运行的最终执行单元。CPU 自产生以来，在逻辑结构、运行效率以及功能外延上取得了巨大发展。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。

                                         

2.内存储器

内存储器简称内存，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，因而无法执行。目前计算机上的内存条可以插拔。目前计算机常见的内存器种类主要有以下几种

                                                                       

1>随机存取存储器

随机存取时相对顺序存取而言的，随机存取可以根据地址直接存取任意单元中的数据。存取方式更加快捷。

随机存取存储器分为静态存取存储器（SRAM）和动态存取存储器（DRAM）。SRAM不需要刷新电路就能保存它内部的数据，缺点是集成度低，功耗大，成本比较高，主要用于要求速度但容量较小的高速缓存。DRAM需要定时刷新，否则存储的数据就会丢失，存取速度比较慢，但集成度高，体积小，成本低，RAM内存主要选用DRAM。

（2）只读存储器

只读存储器中的任何单元只能随机的读出信息，而不能写入信息，寻相互其中的信息通常是在其制造过程中或者非正常情况下写入的。ROM所存储的数据稳定，断电后所存储的数据也不会改变，结构简单，读出方便。其常见品种由以下几种

1>PROM。可编程只读内存，内部由行列式熔丝，需要利用电流将其烧断，资料只能写入一次。

2>EPROM。可擦可编程只读内存，利用强电场将资料编程写入，擦除时将线路曝光于紫外线之下，即可将内存清空，并可重复使用。

3>EEPROM。电可擦可编程制度内存，工作原理与EPROM类似，但擦除使用强电场，不需要透明窗。

（3）高速缓冲存储器、

用于解决CPU和主存储器之间速度不匹配的问题。

3.外存储器

也被称为辅助存储器，值出计算机内存及CPU缓存以外的存储器。可以存储大量的信息以后备用，比主存储器便宜，存储信息断电不会丢失。常见的外存储器有以下几种

（1）硬盘。计算机存储数据的主要配件工具，绝大多数不可拆卸。

                                

（2）光盘。比软盘的容量大，携带方便。

                               

（3）U盘。下行移动存储设备。体积小，重量轻，可热插拔，可重复写入。

                                                      

（4）移动硬盘以硬盘为存储媒体，在计算机之间交换大容量数据，强调便携性的存储设备。容量大，传输速度高，使用方便，可靠性高。

                                                     

4.输入输出设备。由于输入输出设备在生活中十分常见，这里就不多做赘述。其常见的输入输出设备有以下几种

 

 

 （1）键盘

（2）鼠标

（3）扫描仪

（4）触摸屏

（5）显示器

（6）打印机

（7）绘图仪