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冯诺依曼理论

1944年,美籍匈牙利数学家 冯诺依曼 提出计算机基本结构和工作方式的设想,为计算机的诞生和发展提供了理论基础。时至今日,尽管计算机软硬件技术飞速发展,但计算机本身的体系结构并没有明显的突破,当今的计算机仍属于冯诺依曼架构。

1、计算机硬件设备由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备5部分组成。

2、存储程序思想--把计算过程描述为由许多命令按一定顺序组成的程序,然后把程序和数据一起输入计算机,计算机对已存入的程序和数据处理后,输出结果。

美籍匈牙利科学家冯诺依曼最先提出程序存储的思想,并成功将其运用在计算机的设计之中,根据这一原理制造的计算机被称为冯诺依曼结构计算机,世界上第一台冯诺依曼式计算机是1949年研制的EDVAC,由于他对现代计算机技术的突出贡献,因此冯诺依曼又被称为"计算机之父"。

说到计算机的发展,就不能不提到美籍科学家冯诺依曼。从20世纪初,物理学和电子学科学家们就在争论制造可以进行数值计算的机器应该采用什么样的结构。人们被十进制这个人类习惯的计数方法所困扰。所以,那时以研制模拟计算机的呼声更为响亮和有力。20世纪30年代中期,美籍科学家冯诺依曼大胆的提出,抛弃十进制,采用二进制作为数字计算机的数制基础。同时,他还说预先编制计算程序,然后由计算机来按照人们事前制定的计算顺序来执行数值计算工作。

冯诺依曼理论的要点是:数字计算机的数制采用二进制;计算机应该按照程序顺序执行。

人们把冯诺依曼的这个理论称为冯诺依曼体系结构。从EDVAC到当前最先进的计算机都采用的是冯诺依曼体系结构。所以冯诺依曼是当之无愧的数字计算机之父。

根据冯诺依曼体系结构构成的计算机,必须具有如下功能:

把需要的程序和数据送至计算机中。

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。

能够根据需要来控制程序走向,并能根据指令来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。

为了完成上述功能,计算机必须具备五大基本组成部件,包括:

1.输入数据和程序的输入设备

2.记忆程序和数据的存储器

3.完成数据加工处理的运算器

4.控制程序执行的控制器

5.输出处理结果的输出设备

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