計算機的本質是什么? 什么是計算機( 二 )


計算機的本質是什么? 什么是計算機

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香農的二進制 正是克勞德香農將布爾的邏輯運算帶入計算機 , 香農是一名貝爾實驗室的工程師 。 比起有名的科學家 , 香農的名氣不算大 , 估計只有計算機專業的人有了解過他 , 而且大家知道他估計也是因為信息論 。 其實香農的偉大成就還包括他將邏輯融入到計算機內 , 從而成功將邏輯層和物理層進行分離 。 得益于香農將邏輯映射到現實物理世界 , 至此計算機得到了空前的發展 。
【計算機的本質是什么? 什么是計算機】
計算機的本質是什么? 什么是計算機

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其實是他將二進制運算與電子器件相結合 , 實現了邏輯功能 , 奠定了如今計算機的運算機制 。 他設計出了相加電路來構造復雜的算術運算 , 這些電路也成為現代計算機的組件 。 縱使后面越做越小越來越先進的晶體管 , 也是基于香農的電路原理 。
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圖靈的圖靈機 圖靈機即圖靈計算機 , 是由數學家艾倫·麥席森·圖靈(1912~1954)提出的一種抽象計算模型 。 圖靈嘗試以數理邏輯語言來設計計算機 , 將人們使用紙筆進行數學運算的過程進行抽象 , 由一個虛擬的機器替代人們進行數學運算 。
圖靈機有一條無限長的紙帶 , 紙帶分成了一個一個的小方格 , 每個方格有不同的顏色 。 一個機器頭在紙帶上進行移動 , 機器頭有一組內部狀態 , 還有一些固定的程序 。 在每個時刻 , 機器頭都要從當前紙帶上讀入一個方格信息 , 然后結合自己的內部狀態查找程序表 , 根據程序輸出信息到紙帶方格上 , 并轉換自己的內部狀態 , 然后進行移動 。
每一個會決策、會思考的人都可以被抽象地看成一臺圖靈機 , 該模型主要有四要素:輸入集合、輸出集合、內部狀態和固定的程序 。 如果把人進行抽象 , 那么輸入集合就是所處環境中所看到、聽到、聞到、感覺到的一切;輸出集合就是人的每一言每一行 , 還有表情動作;內部狀態集合則可以把神經細胞的狀態組合看成一個內部狀態 , 所有可能的狀態集合將是天文數字 。
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