冯.诺依曼描述的计算机基本工作原理的主要思想是什么?

Question

如题所述

Answer 1

冯·诺依曼提出的计算机基本工作原理的核心思想可总结为以下几点：
1. **存储程序概念**：冯·诺依曼主张计算机程序应当存储在内部存储器中，计算机能够自动地按照存储的程序顺序执行指令。
2. **冯·诺依曼结构**：这一结构也称为普林斯顿结构，它将程序指令存储器和数据存储器整合在一起，指令和数据存储在同一存储器的不同部分，并且宽度相同，例如16位宽。
3. **指令和数据共享**：在冯·诺依曼结构中，处理器使用共享的总线传输指令和数据。这种结构要求指令和操作数的地址密切相关。
4. **信息流限制**：由于指令和数据共享同一总线，信息流的传输成为限制计算机性能的瓶颈，影响数据处理速度。
5. **指令流定时关系**：在冯·诺依曼结构中，完成一条指令通常需要取指令、指令译码和执行三个步骤。由于取指令和存取数据必须依次进行，无法重叠执行，这限制了处理速度。
6. **哈佛结构对比**：与哈佛结构不同，冯·诺依曼结构在执行存取操作的简单指令时，由于取指令和存取数据不能同时进行，导致处理效率降低。
冯·诺依曼的这些思想对现代电子计算机系统的设计产生了深远的影响，尽管随着技术的发展，出现了诸如哈佛结构等新的设计理念以改善性能，冯·诺依曼的基本原理仍然是计算机科学的基础。