一、计算机体系结构基础

1.1 计算机模型：图灵机与两大经典架构

• 图灵机模型
  图灵机是现代计算机的理论基础，由无限长纸带（TAPE）、读写头（HEAD）、控制规则（TABLE）和状态寄存器组成。其核心思想是将复杂运算分解为有限个基本操作，映射到现代计算机中即为程序代码（纸带）、运算控制单元（控制规则）和CPU状态寄存器。

• 冯·诺依曼架构（普林斯顿结构）

  • 核心思想：程序与数据混合存储于同一存储器，共享数据总线。

  • 组成：运算器、控制器、存储器、输入/输出设备。

  • 特点：结构简单，易于实现，但存在“冯·诺依曼瓶颈”（指令与数据争抢总线带宽）。