冯诺依曼

时间:2024-04-02 02:53:19编辑:奇事君

冯诺依曼原理的主要思想是什么

美籍匈牙利数学家冯·诺依曼于1946年存储程序原理,把程序本身当作数据来对待,程序和该程序处理的数据用同样的方式储存,冯·诺依曼和同事们设计出了一个完整的现代计算机雏形,并确定了存储程序计算机的五大组成部分和基本工作方法.冯·诺依曼的这一设计思想被誉为计算机发展史上的里程碑,标志着计算机时代的真正开始.
虽然计算机技术发展很快,但“存储程序原理”至今仍然是计算机内在的基本工作原理.自计算机诞生的那一天起,这一原理就决定了人们使用计算机的主要方式——编写程序和运行程序.科学家们一直致力于提高程序设计的自动化水平,改进用户的操作界面,提供各种开发工具、环境与平台,其目的都是为了让人们更加方便地使用计算机,可以少编程甚至不编程来使用计算机,因为计算机编程毕竟是一项复杂的脑力劳动.但不管用户的开发与使用界面如何演变,“存储程序原理”没有变,它仍然是我们理解计算机系统功能与特征的基础.


冯诺依曼原理的核心思想是什么?

1、以运算单元为中心;2、采用存储程序原理;3、存储器是按地址访问、线性编址的空间;;4、控制流由指令流产生;5、指令由操作码和地址码组成;6、数据以二进制编码。存储程序型电脑借由创造一组指令集结构,并将所谓的运算转化成一串程序指令的执行细节,让此机器更有弹性。借着将指令当成一种特别类型的静态资料,一台存储程序型电脑可轻易改变其程序,并在程控下改变其运算内容。冯·诺伊曼结构与存储程序型电脑是互相通用的名词,其用法将于下述。而哈佛结构则是一种将程序资料与普通资料分开存储的设计概念,但是它并未完全突破冯.诺伊曼架构。借着将指令当成一种特别类型的静态资料,一台存储程序型电脑可轻易改变其程序,并在程控下改变其运算内容。冯·诺伊曼结构与存储程序型电脑是互相通用的名词,其用法将于下述。而哈佛结构则是一种将程序资料与普通资料分开存储的设计概念,但是它并未完全突破冯.诺伊曼架构。存储程序型概念也可让程序执行时自我修改程序的运算内容。本概念的设计动机之一就是可让程序自行增加内容或改变程序指令的存储器位置,因为早期的设计都要用户手动修改。但随着变址寄存器与间接位置访问变成硬件结构的必备机制后,本功能就不如以往重要了。而程序自我修改这项特色也被现代程序设计所弃扬,因为它会造成理解与调试的难度,且现代中央处理器的流水线与缓存机制会让此功能效率降低。存储程序型概念也可让程序执行时自我修改程序的运算内容。本概念的设计动机之一就是可让程序自行增加内容或改变程序指令的存储器位置,因为早期的设计都要用户手动修改。但随着变址寄存器与间接位置访问变成硬件结构的必备机制后,本功能就不如以往重要了。而程序自我修改这项特色也被现代程序设计所弃扬,因为它会造成理解与调试的难度,且现代中央处理器的流水线与缓存机制会让此功能效率降低。从整体而言,将指令当成资料的概念使得汇编语言、编译器与其他自动编程工具得以实现;可以用这些“自动编程的程序”,以人类较易理解的方式编写程序;从局部来看,强调I/O的机器,例如Bitblt,想要修改画面上的图样,以往是认为若没有客制化硬件就办不到。冯·诺伊曼瓶颈将CPU与存储器分开并非十全十美,反而会导致所谓的冯·诺伊曼瓶颈(von Neumann bottleneck)在CPU与存储器之间的流量(资料传输率)与存储器的容量相比起来相当小,在现代电脑中,流量与CPU的工作效率相比之下非常小;在某些情况下(当CPU需要在巨大的资料上执行一些简单指令时),资料流量就成了整体效率非常严重的限制。CPU将会在资料输入或输出存储器时闲置。

冯·诺依曼原理是什么?

冯-诺依曼原理的基本思想主要有三点:1、计算机硬件组成应为五大部分:控制器、运算器、存储器、输入和输出;2、存储程序,让程序来指挥计算机自动完成各种工作;3、计算机运算基础采用二进制;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,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”。扩展资料: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。

冯诺依曼的主要贡献

1、1933年,冯·诺依曼解决了希尔伯特第5问题,即证明了局部欧几里得紧群是李群。此外,还对测量理论、格理论和连续介质几何做出了开创性的贡献。2、从1936年到1943年,冯·诺依曼与默里合作创立了算符环理论,即算符环理论。3、1940年以前,冯·诺依曼主要研究纯数学:在数理逻辑中提出了一个简单明了的序数理论,并提出了一种新的集理论公理化,使集与类有了明显的区别;接着,研究了线性自伴算符的谱理论。4、1942年以来,冯·诺依曼与摩根·斯特恩合作撰写了博弈论和经济行为,这是博弈论的经典著作,使冯·诺依曼成为数理经济学的奠基人之一。5、1946年,冯·诺依曼开始学习编程。是现代数值分析计算数学的创始人之一。首先研究了线性代数和算术的数值计算。随后,重点研究了非线性微分方程的离散化和稳定性,并给出了误差估计。冯·诺依曼帮助开发了一些算法,特别是蒙特卡罗方法。6、数学家冯·诺依曼提出了计算机制造的三个基本原则,即采用二进制逻辑、程序存储执行以及计算机由五个部分组成(运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备),这套理论被称为冯·诺依曼体系结构。参考资料来源:百度百科-约翰·冯·诺依曼参考资料来源:百度百科-冯·诺依曼结构

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