计算机硬件基础：图灵机模型、冯诺依曼计算机和计算机体系结构

"计算机硬件基础" 本节课程主要介绍计算机硬件基础知识，涵盖图灵机模型、冯•诺依曼计算机、计算机体系结构、计算机实现、系统组成、硬件系统、软件系统、计算机系统层次结构等方面的知识点。 **图灵机模型** 图灵机模型是英国数学家阿兰•图灵于1936年提出的抽象机器模型，该模型对计算机领域的发展奠定了理论基础。图灵机模型不是一种具体的设备，而是一种抽象的机器，具有读写头无限延长的带子硬件基础。图灵机模型理论是计算学科最核心的理论之一，是算法分析和程序语言设计的基础理论，并为计算机设计指明了方向。 **冯•诺依曼计算机** 冯•诺依曼计算机是由美籍匈牙利数学家冯•诺依曼和其他研究人员共同研制的计算机结构，于1946年提出。该结构具有存储程序控制的特点，即事先编制程序（包括指令和数据），将程序预先存入存储器中，使计算机在工作中能自动地从存储器中取出程序代码和操作数，并加以执行。冯•诺依曼计算机由五个基本部件组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。 **计算机体系结构** 计算机体系结构是指计算机的基本结构和组织方式，包括冯•诺依曼计算机体系结构和其他类型的计算机体系结构。计算机体系结构的发展经历了从电子管到集成电路的演变，每一次技术变革都是一次新的突破，在性能上都是一次质的飞跃。 **计算机实现** 计算机实现是指计算机的实际实现，包括计算机的硬件和软件实现。计算机实现的发展经历了从电子管到集成电路的演变，每一次技术变革都是一次新的突破，在性能上都是一次质的飞跃。 **系统组成** 系统组成是指计算机系统的组成部分，包括硬件系统和软件系统。硬件系统是物理设备，软件系统是支撑物理设备工作的灵魂。计算机系统结构包括系统组成、硬件系统、软件系统和系统层次结构等方面。 **硬件系统** 硬件系统是指计算机的物理设备，包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等。 **软件系统** 软件系统是指计算机的软件部分，包括操作系统和应用软件。操作系统是管理和控制计算机硬件的软件，应用软件是用户使用的软件。 **计算机系统层次结构** 计算机系统层次结构是指计算机系统的组织和结构，包括用户应用程序层、操作系统层、硬件层和用户程序与文档层等。 **计算机工作基础** 计算机工作基础是指计算机的基本工作原理，包括计算模型、指令与指令系统构建、计算环境等方面。计算机工作基础是计算机系统的核心部分，对计算机的工作原理和机理进行了深入的分析和研究。