大学计算机-南京航空航天大学.PDFVIP

大学计算机 计算思维导论 南京航空航天大学 2015年 计算机科学与技术学院 huangsj@ /huangsj 第2章 计算系统的基本思维 计算思维导论 • 第 1章 引论 • 第2章 计算系统的基本思维 • 第3章 问题求解框架 • 第4章 算法与复杂性 • 第5章 数据抽象、设计与挖掘 • 第6章 计算机网络、信息网络与网络化社会 大学计算机 —— 计算思维导论 2015年 第2章 计算系统的基本思维 第2章 计算系统的基本思维 • 2.1 理解0和 1 （的思维） • 2.2 图灵机与冯·诺依曼计算机 • 2.3 现代计算机（系统） • 2.4 不同抽象层级的计算机（软件） 大学计算机 —— 计算思维导论 2015年 第2章 计算系统的基本思维 2.2 图灵机与冯·诺依曼计算机 大学计算机 —— 计算思维导论 2015年 第2章 计算系统的基本思维 2.2 图灵机与冯·诺依曼计算机 • 故事回顾 – 康托尔 - 集合论 – 罗素 - 悖论 – 希尔伯特 - 希尔伯特纲领 – 哥德尔 – 不完备性定理 – 丘奇 - λ演算 – 图灵 - … 大学计算机 —— 计算思维导论 2015年 第2章 计算系统的基本思维 2.2 图灵机与冯·诺依曼计算机 • 能否有这样一种装置，通过某种一般的机械步骤 ，在原 则上能够一个接一个地解决所有可解的数学问题 ？ • 回到最初的问题：什么是计算？ – 计算是一个人拿一支笔在一张纸上进行的操作 – 输入是眼睛看到的符号， – 根据脑中的规则在纸上擦掉或写上一些符号； – 再用眼睛看下面的符号，根据规则进行擦写的工作； – 重复上述工作，直到这个人认为可以结束为止。 – 此时，最后写下的符号就是所要的结果。 大学计算机 —— 计算思维导论 2015年 第2章 计算系统的基本思维 2.2 图灵机与冯·诺依曼计算机 • 用机器来模拟人用纸笔的运算过程 – 读取纸上某个位置的符号； – 在纸上写上或擦除某个位置的符号 ； – 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： 此人当前所关注的纸上某个位置的符号； 此人当前思维的状态 ； – 下一步的动作： 改写纸上当前位置的符号 注意力的移动 思维状态的改变 大学计算机 —— 计算思维导论 2015年 第2章 计算系统的基本思维 2.2 图灵机与冯·诺依曼计算机 • 图灵机 – 能够模拟人类所能