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冯诺依曼计算机的基本思想是什么?

青灯夜游

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发布时间:2020-12-14 11:11:10

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来源于php中文网

原创

冯诺依曼计算机的基本思想是: 程序和数据以二进制表示, 存储程序控制。在计算机中,事先将程序(包含指令和数据)存入主存储器中,计算机在运行程序时就能自动地、连续地从存储器中依次取出指令且执行;而数据和指令都是以二进制形式存储在存储器中的。

冯诺依曼计算机的基本思想是什么?

本文环境:windows10、Dell G3。

冯诺依曼计算机的基本思想是: 程序和数据以二进制表示, 存储程序控制(即为存储程序和程序控制)。

程序和数据以二进制表示:

在存储程序的计算机中,数据和指令都是以二进制形式存储在存储器中的。从存储器存储的内容来看两者并无区别.都是由0和1组成的代码序列,只是各自约定的含义不同而已。计算机在读取指令时,把从计算机读到的信息看作是指令;而在读取数据时,把从计算机读到的信息看作是操作数。数据和指令在软件编制中就已加以区分,所以正常情况下两者不会产生混乱。有时我们也把存储在存储器中的数据和指令统称为数据,因为程序信息本身也可以作为被处理的对象,进行加工处理,例如对照程序进行编译,就是将源程序当作被加工处理的对象。

存储程序控制即为存储程序和程序控制,程序输入到计算机中,存储在内存储器中(存储原理),在运行时,控制器按地址顺序取出存放在内存储器中的指令(按地址顺序访问指令),然后分析指令,执行指令的功能,遇到转移指令时,则转移到转移地址,再按地址顺序访问指令(程序控制)。

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扩展知识:

冯·诺依曼型计算机一般具有以下五个功能:必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力;能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力;能够根据需要控制程序走向,并能根据指令控制机器的各部件协调操作;能够按照要求将处理结果输出给用户。

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冯·诺依曼型计算机从本质上讲是采取串行顺序处理的工作机制,即使有关数据已经准备好,也必须逐条执行指令序列。而提高计算机性能的根本方向之一是并行处理。因此,近年来人们谋求突破传统冯·诺依曼体制的束缚,这种努力被称为非诺依曼化。对所谓非诺依曼化的探讨仍在争议中,一般认为它表现在以下三个方面的努力。

(1)在冯·诺依曼体制范畴内,对传统冯·诺依曼机进行改造,如采用多个处理部件形成流水处理,

依靠时间上的重叠提高处理效率;又如组成阵列机结构,形成单指令流多数据流,提高处理速

度。这些方向已比较成熟,成为标准结构;

(2)用多个冯·诺依曼机组成多机系统,支持并行算法结构。这方面的研究目前比较活跃;

(3)从根本上改变冯·诺依曼机的控制流驱动方式。例如,采用数据流驱动工作方式的数据流计算机,只要数据已经准备好,有关的指令就可并行地执行。这是真正非诺依曼化的计算机,它为并行处理开辟了新的前景,但由于控制的复杂性,仍处于实验探索之中。

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