C0計算機概論中與程式設計有關之內容

一、計算機原理-圖靈機

(一)什麼是圖靈機?

    圖靈機（英語：Turing machine），又稱確定型圖靈機，是英國數學家艾倫．圖靈於1936年提出的一種抽象計算模型，圖靈是在其論文中提出這樣一個模型，該模型嘗試以機器模擬人類的計算。

    圖靈機由四個部分組成，一台具有讀寫頭的機器、機器內部的規則、機器內部的狀態、一條無限長的紙帶。機器的讀寫頭對應無限長紙帶的一格，機器讀取當前紙袋格並根據機器內部的規則進行接續的動作，根據規則來判定是否進行改寫或是前進、後退乃至於更改機器內部的狀態。

    如約翰·馮·諾伊曼便是受圖靈機概念的啟發建立起現代電腦。現代電腦中輸出輸入象徵圖靈機中的讀寫，而程式則象徵內部的規則，電腦當下的狀態則象徵圖靈機的內部狀態。

(二)圖靈獎

　　 圖靈獎相當於電腦科學界的諾貝爾獎。

(三)圖靈機不可解決的問題

   (1)無法將問題化為具體有限步驟內可計算的問題。

   (2)有限、可接受時間內無法完成計算的問題。

二、現代電腦採用二進制的原因

  人類的日常記數方式為十進化，然而如果在機械上要採用十進化顯得非常麻煩

  早期曾有人發明以齒輪為計算元件的十進位加法器

  原理是小的齒輪轉一圈，大的齒輪轉一格，類似於鐘錶。

  但是兩顆齒輪只能表達０到九十九，想要表達更多的數就需要更多層級的齒輪，運作上十分不方便

  在電子元件上，以二進位表達更為簡便容易找到，技術實現上方便

  例如斷電與通電、激發與不激發、高電位與低電位等

  兩位01就能代表四種狀態。此外，只有兩種符號的計算規則更為簡單（對機器而言）

  同時二進制也能代表邏輯運算中的真假值。因此電腦的本質即是以一系列表達０１的部件所組成。

參考資料 維基百科:圖靈機

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%BE%E7%81%B5%E6%9C%BA

參考資料 coursera:西安交通大學 系统平台与计算环境

https://www.coursera.org/learn/jisuanji-wangluo/lecture/Dwyyz/li-jie-tu-ling-ji