簡述馮 諾依曼結構的主要思想和結構特徵

時間 2021-08-11 16:44:27

1樓:angela韓雪倩

馮·諾依曼的重要三條思想是:

1、計算機硬體是由5大基本部分組成:運算器,控制器,儲存器,輸入裝置,輸出裝置

2、採用二進位制

3、程式和資料一樣存放在儲存器中

馮·諾依曼結構又稱作普林斯頓體系結構(princetionarchitecture)。

2023年,馮·諾依曼首先提出了「儲存程式」的概念和二進位制原理,後來,人們把利用這種概念和原理設計的電子計算機系統統稱為「馮.諾曼型結構」計算機。馮.

諾曼結構的處理器使用同一個儲存器,經由同一個匯流排傳輸。

馮.諾曼結構處理器具有以下幾個特點:

1 必須有一個儲存器;

2 必須有一個控制器;

3 必須有一個運算器,用於完成算術運算和邏輯運算;

4 必須有輸入和輸出裝置,用於進行人機通訊。

馮·諾依曼的主要貢獻就是提出並實現了「儲存程式」的概念。由於指令和資料都是二進位制碼,指令和運算元的地址又密切相關,因此,當初選擇這種結構是自然的。但是,這種指令和資料共享同一匯流排的結構,使得資訊流的傳輸成為限制計算機效能的瓶頸,影響了資料處理速度的提高。

在典型情況下,完成一條指令需要3個步驟,即:取指令、指令譯碼和執行指令。從指令流的定時關係也可看出馮·諾依曼結構與哈佛結構處理方式的差別。

舉一個最簡單的對儲存器進行讀寫操作的指令,指令1至指令3均為存、取數指令,對馮.諾曼結構處理器,由於取指令和存取資料要從同一個儲存空間存取,經由同一匯流排傳輸,因而它們無法重疊執行,只有一個完成後再進行下一個。

擴充套件資料:

使用馮·諾伊曼結構的**處理器和微控制器有很多。除了上面提到的英特爾公司的8086,英特爾公司的其他**處理器、arm的arm7、mips公司的mips處理器也採用了馮·諾依曼結構。

2023年,馮·諾依曼首先提出了「儲存程式」的概念和二進位制原理,後來,人們把利用這種概念和原理設計的電子計算機系統統稱為「馮·諾依曼型結構」計算機。馮·諾依曼結構的處理器使用同一個儲存器,經由同一個匯流排傳輸。

馮·諾曼結構處理器具有以下幾個特點:必須有一個儲存器;必須有一個控制器;必須有一個運算器,用於完成算術運算和邏輯運算;必須有輸入和輸出裝置,用於進行人機通訊。

兩者區別

馮·諾依曼理論的要點是:數字計算機的數制採用二進位制;計算機應該按照程式順序執行。人們把馮諾依曼的這個理論稱為馮諾依曼體系結構。

從eniac到當前最先進的計算機都採用的是馮諾依曼體系結構。所以馮諾依曼是當之無愧的數字計算機之父。

根據馮諾依曼體系結構構成的計算機,必須具有如下功能:把需要的程式和資料送至計算機中;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;能夠根據需要控制程式走向,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。

哈佛結構是為了高速資料處理而採用的,因為可以同時讀取指令和資料(分開儲存的)。大大提高了資料吞吐率,缺點是結構複雜。

通用微機指令和資料是混合儲存的,結構上簡單,成本低。假設是哈佛結構:你就得在電腦安裝兩塊硬碟,一塊裝程式,一塊裝資料,記憶體裝兩根,一根儲存指令,一根儲存資料……

是什麼結構要看匯流排結構的。51微控制器雖然資料指令儲存區是分開的,但匯流排是分時複用的,所以頂多算改進型的哈佛結構。arm9雖然是哈佛結構,但是之前的版本也還是馮·諾依曼結構。

早期的x86能迅速佔有市場,一條很重要的原因,正是靠了馮·諾依曼這種實現簡單,成本低的匯流排結構。處理器雖然外部匯流排上看是諾依曼結構的,但是由於內部cache的存在,因此實際上內部來看已經算是改進型哈佛結構的了。

至於優缺點,哈佛結構就是複雜,對外圍裝置的連線與處理要求高,十分不適合外圍儲存器的擴充套件。所以早期通用cpu難以採用這種結構。而微控制器,由於內部整合了所需的儲存器,所以採用哈佛結構也未嘗不可。

處理器,依託cache的存在,已經很好的將二者統一起來了。

2樓:

原理: 馮·諾依曼體系結構馮·諾依曼理論的要點是:計算機的數制採用二進位制;計算機應該按照程式順序執行。

馮·諾曼結構處理器具有以下幾個特點:必須有一個儲存器;必須有一個控制器;必須有一個運算器,用於完成算術運算和邏輯運算;必須有輸入和輸出裝置,用於進行人機通訊.馮·諾依曼的主要貢獻就是提出並實現了「儲存程式」的概念.

擴充套件資料

特點(1)計算機處理的資料和指令一律用二進位制數表示

(2)順序執行程式

計算機執行過程中,把要執行的程式和處理的資料首先存入主儲存器(記憶體),計算機執行程式時,將自動地並按順序從主儲存器中取出指令一條一條地執行,這一概念稱作順序執行程式。

(3)計算機硬體由運算器、控制器、儲存器、輸入裝置和輸出裝置五大部分組成。

3樓:匿名使用者

馮·諾依曼結構計算機

(1)計算機工作原理: 儲存程式(或程式儲存)。2023年美籍匈牙利人馮·諾依曼提出。

(2)儲存程式原理的主要思想:將程式和資料存放到計算機內部的儲存器中,計算機在程式的控制下一步一步進行處理,直到得出結果。

馮·諾依曼結構計算機(儲存程式計算機):按儲存原理設計的計算機。

今天我們所使用的計算機,不管機型大小,都屬於馮·諾依曼結構計算機。

(3)馮·諾依曼結構的主要特點

(1)儲存程式控制:要求計算機完成的功能,必須事先編制好相應的程式,並輸入到儲存器中,計算機的工作過程是執行程式的過程;

(2)程式由指令構成,程式和資料都用二進位制數表示;

(3)指令由操作碼和地址碼構成;

(4)機器以cpu為中心。

4樓:秒懂少兒

懂啦小科普 第248集 約翰馮諾依曼

馮.諾依曼計算機體系結構的基本思想是什麼

5樓:匿名使用者

計算機應包括運算器、儲存器、控制器、輸入和輸出裝置五大基本部分.

計算機內部應採用二進位制來表示指令和資料.每條指令一般具有一個操作碼和一個地址碼.其中操作碼錶示運算性質,地址碼指出運算元在儲存器中的地址.

將編好的程式送入記憶體儲器中,然後啟動計算機工作,計算機無需操作人員干預,能自動逐條取出指令和執行指令.

6樓:匿名使用者

http://www.hudong.com/wiki/馮·諾依曼體系結構可以參考上面地址。

馮諾依曼原理的主要思想是什麼,馮 諾依曼的基本思想是什麼?

使用二進位制 儲存程式通用電子計算機方案,主要組成部分有 運算器 邏輯控制裝置 儲存器 輸入和輸出裝置 在計算機領域,他提出的重要思想是可儲存程式型計算機,這也是他提出的概念,早期的計算機是機械開關的,需要人手工對開關進行 程式設計 在那個時候他就想出了對他來說是 未來 的,還沒有人進行研究的儲存程...

馮 諾依曼的生平和貢獻,馮諾依曼的主要貢獻

馮 諾依曼 j.von neumann 是本世紀最偉大的科學家之一。他1913年出生於匈牙利首都布 達佩斯,6歲能心算8位數除法,8歲學會微積分,12歲讀懂了函式論。通過刻苦 學習,在17歲那年,他發表了第一篇數學 不久後掌握七種語言,又在最 新數學分支 集合論 泛函分析等理論研究中取得突破性進展。...

馮諾依曼的主要貢獻

小談說劇 1 1933年,馮 諾依曼解決了希爾伯特第5問題,即證明了區域性歐幾里得緊群是李群。此外,還對測量理論 格理論和連續介質幾何做出了開創性的貢獻。2 從1936年到1943年,馮 諾依曼與默裡合作創立了算符環理論,即算符環理論。3 1940年以前,馮 諾依曼主要研究純數學 在數理邏輯中提出了...