操作系统(序)计算机的工作原理

简介: 1.图灵机1936年英国数学家图灵根据人在现实生活中进行数学运算的过程抽象出了图灵机的模型。现实生活中人去计算需要:大脑、草稿纸、笔,大脑去草稿纸上读数然后运行大脑中的运算逻辑,将得出的结果写回草稿纸。例如: 计算3+2,那么草稿纸上写的内容就应该是——3 2 +(计算机里的特色,为了更好的辨别运算符的优先级,采用了后缀表达式)

1.图灵机

1936年英国数学家图灵根据人在现实生活中进行数学运算的过程抽象出了图灵机的模型。

现实生活中人去计算需要:大脑、草稿纸、笔,

大脑去草稿纸上读数然后运行大脑中的运算逻辑,将得出的结果写回草稿纸。


例如:


        计算3+2,那么草稿纸上写的内容就应该是——3 2 +(计算机里的特色,为了更好的辨别运算符的优先级,采用了后缀表达式)


        然后大脑顺序去读3 2 +,运行大脑中的加法逻辑,最后将得到的结果5写回草稿纸。


图灵根据以上的顺序抽象出——图灵机


        纸带不停滚动,一个读取设备不停的去读纸带上的内容,交给控制器去运算,将结果写回纸带。

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2.通用图灵机

图灵机有一定的限制,即只能运行单一的一套控制器中存放好的逻辑,比如加法控制器只能完成加法动作,乘法控制器只能完成乘法动作。

图灵机的升级版——通用图灵机,在控制器中集成多套逻辑,约定一些控制控制器的命令,纸带上每一段数据的开头加上这些控制控制器的命令,告诉控制器切换成哪一套逻辑来处理接下来的数据。

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3.冯诺依曼思想

冯诺依曼思想——程序存储,即将程序(控制控制器的命令)和数据存储起来,在需要使用的时候调入,控制控制器一步步的进行处理。

根据这一思想冯诺依曼提出了计算机的基础架构,即“冯诺依曼体系”:

计算机由五大部分组成:控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。

要执行的指令放在PC寄存器中,PC寄存器交给控制器去执行。

因此整个计算机的工作逻辑就四个字——取指执行

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