20240410

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2024-06-14 16:55| 来源: 网络整理| 查看: 265

冯诺依曼的三个思想

1,计算机的基本结构由五部分组成:运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备 2,计算机的信息采用二进制数据 3,计算机采用”存储程序控制“的工作原理

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冯·诺依曼的三个思想是现代计算机科学的基石,对计算机的设计和工作原理产生了深远的影响。下面我将为您逐一解释这三个思想,并尽量通过案例来帮助您理解。

第一个思想:计算机的基本结构由五部分组成

冯·诺依曼认为,计算机的基本结构应由五个主要部分构成:运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。

运算器:负责执行各种算术和逻辑运算。例如,当我们在计算器上输入“2+3”时,运算器会计算这两个数的和,得到结果“5”。控制器:是计算机的指挥和控制中心,负责从存储器中取出指令,并对指令进行分析,然后根据指令的要求,有序地、有目的地指挥其他各部件去执行程序规定的操作。存储器:用于存储数据和程序。比如,我们保存在电脑硬盘上的文件、图片和视频等,都是存储在存储器中的。输入设备:用于将外部信息(如键盘输入的文字、鼠标的操作等)转换为计算机能识别的信息。输出设备:将计算机处理后的结果(如显示器上显示的图像、打印机打印的文档等)呈现出来。

第二个思想:计算机的信息采用二进制数据

二进制是计算机内部用来表示数据和指令的形式。它只有两种状态:0和1。这两种状态可以对应电路中的开和关,非常适合计算机内部的电路表示。

案例:假设我们要在计算机中存储数字“5”,在二进制中,“5”可以表示为“101”。同样,所有的文字、图片、视频等信息,在计算机内部都是以二进制的形式存储和处理的。

第三个思想:计算机采用“存储程序控制”的工作原理

“存储程序控制”是冯·诺依曼体系结构的核心思想。它指的是将程序(数据和指令序列)预先存放在主存储器中,计算机在工作时能够自动高速地从存储器中取出指令,并加以执行。

案例:假设我们要编写一个简单的程序,实现两个数的相加。这个程序会包含一系列的指令,这些指令会告诉计算机如何读取输入的两个数、如何进行加法运算、以及如何将结果输出。这些指令和数据都被存储在计算机的存储器中。当我们运行这个程序时,控制器会按照指令的顺序,从存储器中取出指令并执行,最终得到两个数的和并输出。

通过这三个思想的综合应用,我们可以构建出功能强大的计算机系统,实现各种复杂的计算和处理任务。冯·诺依曼的这些思想不仅奠定了现代计算机的基础,也为后续的计算机科学和技术发展提供了重要的指导。



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