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馮·諾依曼體系結構
鎖定
- 中文名
- 馮·諾伊曼體系結構
- 外文名
- von Neumann architecture
- 別 名
- 普林斯頓結構
- 提出者
- 約翰·馮·諾伊曼
馮·諾依曼體系結構簡介
從ENIAC到當前最先進的計算機都採用的是馮·諾伊曼體系結構。所以馮·諾伊曼是當之無愧的數字計算機之父。
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馮·諾依曼體系結構發展背景
電子計算機的問世,奠基人是英國科學家艾倫·麥席森·圖靈(Alan M. Turing)和美籍匈牙利科學家馮· 諾伊曼(John Von· Neumann)。圖靈的貢獻是建立了圖靈機的理論模型,奠定了人工智能的基礎。而馮· 諾伊曼則是首先提出了計算機體系結構的設想。
馮·諾依曼體系結構體系結構
(1)採用存儲程序方式,指令和數據不加區別混合存儲在同一個存儲器中,數據和程序在內存中是沒有區別的,它們都是內存中的數據,當EIP指針指向哪 CPU就加載那段內存中的數據,如果是不正確的指令格式,CPU就會發生錯誤中斷. 在現在CPU的保護模式中,每個內存段都有其描述符,這個描述符記錄着這個內存段的訪問權限(可讀,可寫,可執行).這就變相的指定了哪些內存中存儲的是指令哪些是數據)
指令和數據都可以送到運算器進行運算,即由指令組成的程序是可以修改的。
(2)存儲器是按地址訪問的線性編址的一維結構,每個單元的位數是固定的。
(4)通過執行指令直接發出控制信號控制計算機的操作。指令在存儲器中按其執行順序存放,由指令計數器指明要執行的指令所在的單元地址。指令計數器只有一個,一般按順序遞增,但執行順序可按運算結果或當時的外界條件而改變。
(6)數據以二進制表示。
馮·諾依曼體系結構結構特點
(1)計算機處理的數據和指令一律用二進制數表示
(2)順序執行程序
計算機運行過程中,把要執行的程序和處理的數據首先存入主存儲器(內存),計算機執行程序時,將自動地並按順序從主存儲器中取出指令一條一條地執行,這一概念稱作順序執行程序。
馮·諾依曼體系結構作用
馮·諾伊曼體系結構是現代計算機的基礎,現在大多計算機仍是馮·諾伊曼計算機的組織結構,只是作了一些改進而已,並沒有從根本上突破馮體系結構的束縛。馮·諾伊曼也因此被人們稱為“計算機之父”。然而由於傳統馮·諾伊曼計算機體系結構天然所具有的侷限性,從根本上限制了計算機的發展。
根據馮·諾伊曼體系結構構成的計算機,必須具有如下功能:把需要的程序和數據送至計算機中。必須具有長期記憶程序、數據、中間結果及最終運算結果的能力。能夠完成各種算術、邏輯運算和數據傳送等數據加工處理的能力。能夠根據需要控制程序走向,並能根據指令控制機器的各部件協調操作。能夠按照要求將處理結果輸出給用户。
[2]
將指令和數據同時存放在存儲器中,是馮·諾伊曼計算機方案的特點之一。計算機由控制器、運算器、存儲器、輸入設備、輸出設備五部分組成。馮·諾伊曼提出的計算機體系結構,奠定了現代計算機的結構理念。
- 參考資料
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- 1. 馮·諾依曼體系結構 .360doc網[引用日期2012-010-11]
- 2. 從馮·諾依曼結構視計算機科學的發展史 .myexception網[引用日期2012-010-11]
- 3. 馮· 諾伊曼體系結構 .otos網[引用日期2012-010-11]