馮諾依曼體系結構計算機的特點是什麼

時間 2021-08-11 16:44:31

1樓:霓脦那些

1、單處理機結構,機器以運算器為中心;

2、採用程式儲存思想;

3、指令和資料一樣可以參與運算;

4、資料以二進位制表示;

5、將軟體和硬體完全分離;

6、指令由操作碼和運算元組成;

7、指令順序執行。

馮·諾依曼結構也稱普林斯頓結構,是一種將程式指令儲存器和資料儲存器合併在一起的儲存器結構。程式指令儲存位址和資料儲存位址指向同乙個儲存器的不同物理位置,因此程式指令和資料的寬度相同,如英特爾公司的8086**處理器的程式指令和資料都是16位寬。

數學家馮·諾依曼提出了計算機製造的三個基本原則,即採用二進位制邏輯、程式儲存執行以及計算機由五個部分組成(運算器、控制器、儲存器、輸入裝置、輸出裝置),這套理論被稱為馮·諾依曼體系結構。

馮·諾伊曼瓶頸

將cpu與儲存器分開並非十全十美,反而會導致所謂的馮·諾伊曼瓶頸(von neumann bottleneck):

在cpu與儲存器之間的流量(資料傳輸率)與儲存器的容量相比起來相當小,在現代電腦中,流量與cpu的工作效率相比之下非常小,在某些情況下(當cpu需要在巨大的資料上執行一些簡單指令時),資料流量就成了整體效率非常嚴重的限制。

cpu將會在資料輸入或輸出儲存器時閒置。由於cpu速度遠大於儲存器讀寫速率,因此瓶頸問題越來越嚴重。

在cpu與儲存器間的快取儲存器抒解了馮·諾伊曼瓶頸的效能問題。另外,分支**(branch prediction)演算法的建立也幫助緩和了此問題。巴科斯在2023年論述的「智慧型瓶頸」已改變甚多。

且巴科斯對於此問題的解決方案並沒有造成明顯影響。

現代的函式式程式設計以及物件導向程式設計已較少執行如早期fortran一般會「將大量數值從儲存器搬入搬出的操作」,但平心而論,這些操作的確占用電腦大部分的執行時間。

2樓:合夥人金林

1、計算機處理的資料和指令一律用二進位制數表示

2、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,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。

美籍匈牙利數學家馮·諾伊曼於2023年提出儲存程式原理,把程式本身當作資料來對待,程式和該程式處理的資料用同樣的方式儲存。 人們把馮·諾伊曼的這個理論稱為馮·諾伊曼體系結構。

擴充套件資料

馮·諾伊曼體系結構計算機的發展歷史:

1、60年代中期以前,是計算機體系結構發展的早期時代。在這個時期通用硬體已經相當普遍,軟體卻是為每個具體應用而專門編寫的,大多數人認為軟體開發是無需預先計畫的事情。

2、從60年代中期到70年代中期,是計算機體系結構發展的第二代。在這10年中計算機技術有了很大進步。多道程式、多使用者系統引入了人機互動的新概念,開創了計算機應用的新境界,使硬體和軟體的配合上了乙個新的層次。

3、計算機體系結構發展的第三代從20世紀70年代中期開始,並且跨越了整整10年。在這10年中計算機技術又有了很大進步。分布式系統極大地增加了計算機系統的複雜性,區域網、廣域網、寬頻數字通訊以及對「即時」資料訪問需求的增加。

4、計算機體系結構發展的***從20世紀80年代中期開始,這個階段,人們感受到的是硬體和軟體的綜合效果。由複雜作業系統控制的強大的桌面機及區域網和廣域網,與先進的應用軟體相配合,已經成為當前的主流。

3樓:戴泰秋梵

馮·諾依曼結構

計算機系統由硬體系統和軟體系統兩大部分組成。美藉匈牙利科學家馮·諾依曼結構(john von neumann)奠定了現代計算機的基本結構,其特點是:

1)使用單一的處理部件來完成計算、儲存以及通訊的工作。

2)儲存單元是定長的線性組織。

3)儲存空間的單元是直接定址的。

4)使用低階機器語言,指令通過操作碼來完成簡單的操作。

5)對計算進行集中的順序控制。

6)計算機硬體系統由運算器、儲存器、控制器、輸入裝置、輸出裝置五大部件組成並規定了它們的基本功能。

7)彩二進位制形式表示資料和指令。

8)在執行程式和處理資料時必須將程式和資料道德從外儲存器裝入主儲存器中,然後才能使計算機在工作時能夠自動調整地從儲存器中取出指令並加以執行。

這就是儲存程式概念的基本原理。

4樓:秒懂百科

馮·諾依曼結構計算機:現代計算機的一種

馮諾依曼結構計算機,馮諾依曼結構計算機的基本思想是

馮 諾依曼設計思想可以簡要地概括為以下三點 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件。計算機內部應採用二進位制來表示指令和資料。每條指令一般具有乙個操作碼和乙個位址碼。其中操作碼表示運算性質,位址碼指出運算元在儲存器中的位址。將編好的程式送人記憶體儲器中,然後啟動計算機工作,計...

馮諾依曼計算機的主要特點是什麼,馮 諾依曼體系結構計算機的特點是什麼?

湛佑平潭書 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 1946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...

馮諾依曼結構計算機的基本思想是,馮 諾依曼計算機體系結構的基本思想是什麼

來自峴山古靈精怪的灰太狼 馮諾依曼結構計算機的基本思想是儲存程式。馮 諾依曼結構也稱普林斯頓結構,程式指令儲存位址和資料儲存位址指向同乙個儲存器的不同物理位置,因此程式指令和資料的寬度相同,如英特爾公司的8086 處理器的程式指令和資料都是16位寬。數學家馮 諾依曼提出了計算機製造的三個基本原則,即...