什麼是基本的計算模型?


有六種基本的計算模型,例如圖靈機、馮諾依曼機、資料流、應用性、基於物件、基於謂詞邏輯等。這些模型被稱為基本模型,因為它們可以使用一組基本的抽象來宣告。

可以為每個基本模型定義任意程度的子類層次結構。例如,如果將程序抽象引入馮諾依曼模型,則可以根據所有程序是否可以訪問全域性資料空間(共享記憶體子類)或程序是否可以擁有自己的本地資料空間並透過傳送訊息訪問遠端資料空間(訊息傳遞子類)來定義新的子類。

計算模型、語言和體系結構類

計算模型
語言類
體系結構類
圖靈機
“0 型”語言

馮諾依曼機
命令式
馮諾依曼
資料流
單賦值(資料流)
資料流
應用性
函式式
歸約
基於物件
面向物件
面向物件
基於謂詞邏輯
邏輯程式設計
迄今未命名

它可以指示基本的計算模型及其相應的語言和體系結構類。基本計算模型的關鍵特徵是 -

  • **計算的基本要素** - 第一個抽象識別計算的基本要素。這是計算定義的要素的要求,它定義了可以在其上實現任何型別的計算。

例如,在馮諾依曼計算模型中,計算的基本要素是資料。這些資料通常將由命名實體來描述,以便能夠在計算流程中區分各種多個數據項。這些命名實體在程式語言中通常稱為變數,並在體系結構中由記憶體或暫存器地址執行。

  • **問題描述模型** - 它指的是問題描述的風格和方法。**問題描述風格**指定如何在特定計算模型中表示問題。風格可以是過程式的或宣告式的。

在**過程式風格**中,闡明問題的演算法被陳述。然後在演算法的設計中宣告特定的解決方案。

如果使用**宣告式風格**,則必須定義適用於給定問題的所有事實和關係。有兩種方法可以表示這種關係和事實。第一個用法是函式,如在應用性計算模型中,而第二個則在謂詞設計中陳述關係和事實,如在基於謂詞邏輯的計算模型中。

問題描述模型的另一個組成部分是問題描述方法。它分別針對過程式和宣告式風格進行解釋。當使用過程式風格時,問題描述模型說明如何表示給定問題的解決方案。

當使用宣告式風格時,它確定如何定義問題本身。例如,在馮諾依曼計算模型中,問題解決方案被描述為表示適當演算法的一系列指令。

  • **執行模型** - 計算模型的最後一個元素是執行模型。第一個元件宣告計算的解釋,這與問題描述方法密切相關。問題描述方法和計算的解釋的可能性通常相互調節和推斷。

執行模型的下一個元件指定執行語義。這可以解釋為一個規則,該規則指定如何實現單個執行步驟。

更新於: 2021年7月20日

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