计算机科学导论【第四版】读书笔记 （一）

绪论

基于图灵模型的计算机

图灵模型假设各种各样的运算都能够通过一种特殊的机器来完成，图灵机的模型是基于各种运算过程的。图灵模型把运算的过程从计算机器中分离开来，这确实改变了整个世界。

基于冯·诺依曼模型的计算机

冯·诺伊曼模型定义了计算机的组成，它包括存储器、算术逻辑单元、控制单元和输入/输出系统。

基于两种这模型的计算机在程序作用方面的区别

冯·诺伊曼模型的计算机中，程序必须被保存在存储器中，存储程序模型的计算机包括了程序以及程序处理的数据。
图灵模型的计算机中，程序是一系列的指令，这些指令告诉计算机怎样进行运算。

两种模型的图解

冯·诺依曼模型：

图灵模型：

四个子系统的分类和介绍

基于冯·诺依曼的计算机分为了四个子系统分别是：存储器、算术逻辑单元（ALU）、控制单元和输入/输出

存储器

功能是用来保存程序和数据的。

算术逻辑单元(ALU)

功能是进行算术和逻辑运算的地方。

控制单元

功能是控制存储器、算术逻辑单元和输入/输出的运行。

输入/输出

功能是接收计算机外部输出的程序和数据；输出子系统是发送处理结果到计算机外部。

计算机的组成部分

计算机由三大部分组成，分别为：计算机硬件、数据和计算机软件。

计算机的发展史

五代计算机的简述：

**第一代计算机（约1950—1959）**的特点是商业计算机的出现和仅由专业人士使用。
**第二代计算机（约1959—1965）**用晶体管替代了真空管。
**第三代计算机（约1965—1975）**开始于集成电路的发明，这大大降低了计算机的成本和尺寸。
**第四代计算机（约1975—1985）**开始出现微型计算机。
**第五代计算机（1985年 至 今)**以笔记本电脑和掌上电脑的出现为依据，辅助存储媒体得到改进（CD-ROM,、DVD等），多媒体得到应用，虚拟现实得以实现。

章末练习题节选

① 为什么计算机不能解决那些计算机外部世界无解决办法的问题？

个人见解 计算机的算法是基于人类对外部世界理解创造的，所以基于算法来实现其功能的计算机在没有人类算法支持的基础上自然无法解决外部世界无解决办法的问题。

②如果一台小的便宜的计算机可以做大型昂贵的计算机同样能做的事情，为什么人们需要大的计算机呢？

个人见解 微型计算机在硬件设备上的限制，导致了在一些大型运算（例如航空器飞行的运算）方面其精准度和运算速度相较于大型计算机（例如中国的神威·太湖之光超级计算机）而言存在较大差距，所以人们依旧需要大的计算机。