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馮諾依曼計算機的基本想法是什麼?

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2020-12-14 11:11:1099902瀏覽

馮諾依曼電腦的基本想法是: 程式和資料以二進位表示, 儲存程式控制。在電腦中,事先將程式(包含指令和資料)存入主記憶體中,電腦在執行程式時就能自動地、連續地從記憶體中依序取出指令且執行;而資料和指令都是以二進位形式存儲在記憶體中的。

馮諾依曼計算機的基本想法是什麼?

本文環境:windows10、Dell G3。

馮諾依曼電腦的基本想法是: 程式和資料以二進位表示, 儲存程式控制(即為儲存程式和程式控制)。

程式和資料以二進位表示:

在儲存程式的電腦中,資料和指令都是以二進位形式儲存在記憶體中的。從記憶體儲存的內容來看兩者並無差別.都是由0和1組成的程式碼序列,只是各自約定的意義不同而已。計算機在讀取指令時,把從計算機讀到的資訊看作是指令;而在讀取資料時,把從計算機讀到的資訊看作是操作數。資料和指令在軟體編制中就已區分,所以正常情況下兩者不會產生混亂。有時我們也把儲存在記憶體中的資料和指令統稱為數據,因為程式資訊本身也可以作為被處理的對象,進行加工處理,例如對照程式進行編譯,就是將原始程式當作被加工處理的對象。

儲存程式控制即為儲存程式和程式控制,程式輸入到電腦中,儲存在內記憶體中(儲存原理),在執行時,控制器會依照位址順序取出存放在內記憶體中的指令(依位址順序存取指令),然後分析指令,執行指令的功能,遇到轉移指令時,則轉移到轉移位址,再按位址順序存取指令(程式控制)。

馮諾依曼計算機的基本想法是什麼?

擴展知識:

馮諾依曼型電腦一般具有以下五個功能:必須具有長期記憶程式、資料、中間結果及最終運算結果的能力;能夠完成各種算術、邏輯運算和資料傳送等資料加工處理的能力;能夠根據需要控製程序走向,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使用者。

馮諾依曼型電腦本質上是採取串列順序處理的工作機制,即使有關資料已經準備好,也必須逐條執行指令序列。而提高電腦效能的根本方向之一就是並行處理。因此,近年來人們尋求突破傳統馮諾依曼體制的束縛,這種努力稱為非諾依曼化。所謂非諾依曼化的探討仍在爭議中,一般認為它表現在以下三個方面的努力。

(1)在馮諾依曼體制範疇內,對傳統馮諾依曼機進行改造,如採用多個處理部件形成流水處理,

依靠時間上的重疊提高處理效率;又如組成陣列機結構,形成單一指令流多資料流,提高處理速

度。這些方向已比較成熟,成為標準結構;

(2)用多個馮諾依曼機組成多機系統,支援平行演算法結構。這方面的研究目前比較活躍;

(3)從根本上改變馮諾依曼機的控制流驅動方式。例如,採用資料流驅動運作方式的資料流計算機,只要資料已經準備好,有關的指令就可並行地執行。這是真正非諾依曼化的計算機,它為平行處理開闢了新的前景,但由於控制的複雜性,仍處於實驗探索之中。

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