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计算机原理之图灵机与冯诺依曼机计算机科学班边敬云，刘迎春，曹晔一、冯诺依曼机冯·诺伊曼结构，也称普林斯顿结构，是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的计算机设计概念结构。
冯诺依曼机由一个同时存放指令和数据的主存储器、一个二进制的算逻运算部件、一个解释存储器中的指令并能控制指令执行的程序部件以及由控制部件操作的I/O设备，因此被称为存储程序型计算机。
冯诺依曼首次提出了三大概念：1.五大组成部件：输入设备，辅存储器，主存储器，运算器，控制器，输出设备。
2.采用二进制。
3.存储程序。
但是将CPU与存储器分开并非十全十美，反而会导致一些问题，也就是所谓的冯·诺伊曼瓶颈：在CPU与存储器之间的数据传输率与存储器的容量相比起来相当小，在现代计算机中，数据传输率与CPU 的工作效率相比之下非常小，在某些情况下（当CPU需要在巨大的数据上运行一些简单指令时），数据传输率就成了整体效率非常严重的限制。
CPU将会在数据输入或输出存储器时闲置。
由于CPU速度远大于存储器读写速率，因此瓶颈问题越来越严重。
（但后来这个问题被高速缓存解决了！）冯诺依曼结构还将运算器和存储器分开，则意味着存储器和运算器之间的传输通道的速率必须高于运算器的速度，否则运算器会处于等待状态，提高了技术上的难度。
二、图灵机图灵机，是在1936年提出的一种抽象计算模型，其更抽象的意义为一种数学逻辑机，可以看作等价于任何有限逻辑数学过程的终极强大逻辑机器。
仅是解决数学问题的理想化机器。
图灵的基本思想是用机器来模拟人们用纸笔进行数学运算的过程，他把这样的过程看作下列两种简单的动作：•在纸上写上或擦除某个符号；•把注意力从纸的一个位置移动到另一个位置；而在每个阶段，人要决定下一步的动作，依赖于当前所关注的纸上某个位置的符号和当前思维的状态。
为了模拟人的这种运算过程，图灵构造出一台假想的机器，该机器由以下几个部分组成：1、一条无限长（理想化）的纸带。
实验一：实验报告表
实验名称：图灵机模型与计算机硬件系统虚拟拆装实验学号姓名班级实验时间
实验报告表1-1图灵机模型中的主要组成部分及作用
实验报表1-2冯.诺依曼计算机体系结构的功能描述
实验报告表1-3 实验所使用的计算机硬件配置登记表
实验报告表1-4 微型计算机拆卸顺序记录表
实验报告表1-5 微型计算机安装顺序记录表
实验报告表1-6 微型计算机安装顺序调整记录表
实验报告表1-7 6个指定部件的安装顺序记录表
实验报告表1-8 扩充内存
实验报告表1-9更换显卡。
大学计算机实验报告答案实验1实验一实验报告表实验名称：图灵机模型与计算机硬件系统虚拟拆装实验学号 2021218560 姓名张凯黎班级：物流16-3 实验时间：2021年11月3日实验报告表1-1图灵机模型中的主要组成部分及作用主要组成部分名称作用无限长的纸带读写头控制规则用于记录输入或输出数据，数据来自于有限字母表∑。
在纸带上左右移动，读取纸带上的内容或改写纸带上的内容。
根据机器当前所处状态及读写头读入符号来确认读写头下一步动作，并改变状态寄存器的值，令机器进入一个新的状态。
状态寄存器说明：可根据需要加行保存图灵机当前所处的状态。
实验报表1-2冯.诺依曼计算机体系结构的功能描述任务名称 ?接收原始数据；?接收二进制数据；?输出原始数据；?输出二进制数据；?存储程序；?存储原始数据； ?存储二进制数据；?加工原始数据；?加工二进制数据；?传输原始数据； ?传输二进制数据。
设备名称运算器控制器存储器输入设备输出设备实验报告表1-3 实验所使用的计算机硬件配置登记表部件计算机处理器内存其它名称 User2-063 Inter (R) Core (TM) i5-3550 CPU @ 3.30GHz 3.30GHz 4.00G 32位实验报告表1-4 微型计算机拆卸顺序记录表顺序号 1 2 部件名称电源光驱顺序号 3 4 部件名称硬盘 CPU 风扇顺序号 5 6 部件名称 CPU 内存型号参数设备可以完成的任务序号 ???? ? ? ???? ??说明先拆卸外部设备实验报告表1-5 微型计算机安装顺序记录表顺序号 1 2 7 10 说明部件名称 CPU CPU 风扇光驱线电源实验报告表1-6 微型计算机安装顺序调整记录表拟定顺序号 1 2 部件名称调整顺序号调整原因顺序号 3 4 8 11 部件名称内存主板硬盘音频线 5 6 9 12 顺序号部件名称显卡光驱硬盘线机箱盖说明：可根据需要加行实验报告表1-7 6个指定部件的安装顺序记录表部件名称 CPU 硬盘主板 1 5 3 安装顺序号风扇电源光驱部件名称 2 6 4 安装顺序号实验报告表1-8 扩充内存问题原有内存型号和容量扩展的一个内存条的容量最多能扩展几个内存条？2.21GHz 0.99GB 521MB 4实验报告表1-9更换显卡问题什么情况下需要更换显卡？原有显卡的型号和主要技术指标新显卡的主要技术指标简要回答画面不清晰，无法显示某些画面 NVIDIA GeForce 610M NVIDIA GeForce GTX680M 简要回答感谢您的阅读，祝您生活愉快。
⼈⼯智能机器⼈之⽗：艾伦·图灵⼈⼯智能之⽗：艾伦.图灵⼈⼯智能之⽗：图灵提出计算机理论可与⽜顿⽐肩图灵艾伦·麦席森·图灵（Alan Mathison Turing，1912年6⽉23⽇－1954年6⽉7⽇），英国数学家、逻辑学家，被称为计算机之⽗，⼈⼯智能之⽗。
1931年图灵进⼊剑桥⼤学国王学院，毕业后到美国普林斯顿⼤学攻读博⼠学位，⼆战爆发后回到剑桥，后曾协助军⽅破解德国的著名密码系统Enigma，帮助盟军取得了⼆战的胜利。
2013年12⽉24⽇，在英国司法部长克⾥斯·格雷灵（Chris Grayling）的要求下，英国⼥王向图灵颁发了皇家赦免。
英国司法部长宣布，“图灵的晚年⽣活因为其同性取向⽽被迫蒙上了⼀层阴影，我们认为当时的判决是不公的，这种歧视现象现在也已经遭到了废除。
为此，⼥王决定为这位伟⼈送上赦免，以此向其致敬。
” 图灵对于⼈⼯智能的发展有诸多贡献，提出了⼀种⽤于判定机器是否具有智能的试验⽅法，即图灵试验，⾄今，每年都有试验的⽐赛。
此外，图灵提出的著名的图灵机模型为现代计算机的逻辑⼯作⽅式奠定了基础。
主要成就图灵在科学、特别在数理逻辑和计算机科学⽅⾯，取得了举世瞩⽬的成就，他的⼀些科学成果，构成了现代计算机技术的基础。
计算性理论计算，可以说是⼈类最先遇到的数学课题，并且在漫长的历史年代⾥，成为⼈们社会⽣活中不可或缺的⼯具．那么，什么是计算呢？直观地看，计算⼀般是指运⽤事先规定的规则，将⼀组数值变换为另⼀(所需的)数值的过程．对某⼀类问题，如果能找到⼀组确定的规则，按这组规则，当给出这类问题中的任⼀具体问题后，就可以完全机械地在有限步内求出结果，则说这类问题是可计算的。
这种规则就是算法，这类可计算问题也可称之为存在算法的问题。
这就是直观上的能⾏可计算或算法可计算的概念．在20世纪以前，⼈们普遍认为，所有的问题类都是有算法的，⼈们的计算研究就是找出算法来。
