冯 诺依曼

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“现代计算机之父”。 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。 扩展资料： 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。 能够根据需要控制程序走向，并能根据指令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。 为了完成上述的功能，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。 参考资料来源：百度百科-冯·诺依曼结构计算机

冯诺依曼计算机的基本思想是：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。 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“现代计算机之父”。 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。能够根据需要控制程序走向，并能根据指令控制机器的各部件协调操作。 扩展资料： 冯·诺伊曼参加原子弹的研制工作，该工作涉及到极为困难的计算。在对原子核反应过程的研究中，要对一个反应的传播做出“是”或“否”的回答。解决这一问题通常需要通过几十亿次的数学运算和逻辑指令，尽管最终的数据并不要求十分精确。 但所有的中间运算过程均不可缺少，且要尽可能保持准确。他所在的洛·斯阿拉莫斯实验室为此聘用了一百多名女计算员，利用台式计算机从早到晚计算，还是远远不能满足需要。无穷无尽的数字和逻辑指令如同沙漠一样把人的智慧和精力吸尽。

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。

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.