zoukankan      html  css  js  c++  java
  • 冯·若依曼体系结构

     1945年6月,冯•诺依曼提出了在数字计算机内部的存储器中存放程序的概念(Stored Program Concept),这是所有现代电子计算机的范式,称为冯• 诺依曼体系结构。按照该结构建造的计算机称为存储程序计算机(Stored Program Computer),又称为通用计算机。有时也把冯• 诺依曼体系结构称为冯• 诺依曼体计算机,也称为普林斯顿结构。
     冯•诺依曼计算机主要由运算器、控制器、存储器和输入输出设备组成,具有以下几个主要特点:
     ·用二进制表示数据和指令;
     ·指令和数据存储在内部存储器中,按顺序自动依次执行指令;
     ·由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成基本硬件系统;
     ·由控制器来控制程序和数据的存取及程序的执行;
     ·以运算器为核心。
     冯•诺依曼计算机有三个关键点,一是采用二进制,二是存储程序的思想,三是逻辑上把计算机分为五大部分。采用二进制的原因是,数制中二进制是最简单的,最易用电路来实现存储和运算。如果采用十进制,在早期制造计算机时,几乎是不可能实现的事情。
     冯•诺依曼体系结构广泛用于数据处理的各个领域。至今为止,绝大多数计算机遵循冯•诺依曼计算机的基本结构,即使有一些改进,也没有革命性的变化。
     冯•诺依曼体系结构影响了计算机语言的语义和运行方式,早期的高级程序设计语言,例如BASIC语言、Fortran语言、ALGOL语言、COBOL语言和Pascal语言等,都明显具有语句顺序执行的特征,并且计算机语言程序中的变量代表的是存储空间,而并非数学意义上的变量。这种语言的特征,也限制了高级程序设计语言解决现实问题的能力,要解决一个实际问题,往往需要编写很长的程序,花费大量的时间用于程序的调试和测试,软件开发的成本比较高,这种状况,只有面向对象的方法和程序设计语言出现之后才得到改观。
     冯•诺依曼体系结构也存在一些局限性,指令和数据共享同一存储的方式,使得数据传送受到一定的制约,影响指令运行的速度,并且难以实现并行处理。
     哈弗结构则与冯•诺依曼体系结构略微不同,也是比较常见的一种计算机体系结构。哈弗结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储结构,解决了访问冲突问题。两个存储器有四组总线:程序的数据总线和地址总线,数据的数据总线和地址总线。这使得取指令和取数据能够并行执行,提高了程序的执行速度。许多计算,例如多数据的流水线处理和DSP处理等,采用哈弗结构都能够提高数据处理速度。超大规模集成电路技术的进步,使得实现哈弗结构变得十分容易。由于哈弗结构具有较高的指令执行效率,不少CPU芯片采用哈弗结构。例如Microchip公司的PIC系列芯片,Zilog公司的Z8系列芯片,ARM公司的ARM9、ARM10和ARM11芯片等。
     1957年2月8日,冯•诺依曼因患癌症去世,终年54岁。冯•诺依曼一生在诸多科学领域做出了卓越的贡献,所获得的荣誉遍及方方面面,人们尊称冯•诺依曼为现代计算机之父。
  • 相关阅读:
    HDU 3951 (博弈) Coin Game
    HDU 3863 (博弈) No Gambling
    HDU 3544 (不平等博弈) Alice's Game
    POJ 3225 (线段树 区间更新) Help with Intervals
    POJ 2528 (线段树 离散化) Mayor's posters
    POJ 3468 (线段树 区间增减) A Simple Problem with Integers
    HDU 1698 (线段树 区间更新) Just a Hook
    POJ (线段树) Who Gets the Most Candies?
    POJ 2828 (线段树 单点更新) Buy Tickets
    HDU 2795 (线段树 单点更新) Billboard
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/tigerisland/p/7564830.html
Copyright © 2011-2022 走看看