冯诺依曼原理的基本思想是: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。
一、基本介绍
冯·诺依曼由ENIAC机研制组的戈尔德斯廷中尉介绍参加ENIAC机研制小组后,便带领这批富有创新精神的年轻科技人员,向着更高的目标进军.1945年,他们在共同讨论的基础上,发表了一个全新的”存储程序通用电子计算机方案”–EDVAC(Electronic Discrete Variable AutomaticCompUter的缩写).在这过程中,冯·诺依曼显示出他雄厚的数理基础知识,充分发挥了他的顾问作用及探索问题和综合分析的能力。
EDVAC方案明确奠定了新机器由五个部分组成,包括:运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备,并描述了这五部分的职能和相互关系.EDVAC机还有两个非常重大的改进,即:(1)采用了二进制,不但数据采用二进制,指令也采用二进制;(2建立了存储程序,指令和数据便可一起放在存储器里,并作同样处理.简化了计算机的结构,大大提高了计算机的速度。
1946年7,8月间,冯·诺依曼和戈尔德斯廷、勃克斯在EDVAC方案的基础上,为普林斯顿大学高级研究所研制IAS计算机时,又提出了一个更加完善的设计报告《电子计算机逻辑设计初探》.以上两份既有理论又有具体设计的文件,首次在全世界掀起了一股”计算机热”,它们的综合设计思想,便是著名的”冯·诺依曼机”,其中心就是有存储程序原则–指令和数据一起存储.这个概念被誉为‘计算机发展史上的一个里程碑”.它标志着电子计算机时代的真正开始,指导着以后的计算机设计.自然一切事物总是在发展着的,随着科学技术的进步,今天人们又认识到”冯·诺依曼机”的不足,它妨碍着计算机速度的进一步提高,而提出了”非冯·诺依曼机”的设想。
二、计算机的组成—相对独立又相互作用
计算机五大组成部分
控制器:计算机的控制系统运算器:计算机的运算系统-逻辑运算(判断事物的对与错)
-数学运算(1+1)
控制器 + 运算器 = 中央处理器(CPU)
存储器:计算机存储系统内存:
基于电工作的
优点:读取速度快
缺点:断电数据丢失
外存:
优点:可以永久存储数据
缺点:读取速度慢
输入设备键盘、鼠标、麦克风、摄像头、触摸屏等
输出设备显示器、音响、打印机
三大核心组件
CPU:大脑内存:短期记忆硬盘:永久保存×86: 32位操作系统 指CPU一次性能处理32位个二进制字符
×86: 64位操作系统 指CPU一次性能处理64位个二进制字符
存储器
寄存器:将CPU即将用到的数据存储于寄存器(容量小)
高速缓存:将经常要用到的数据中容量比较小的数据存储在高速缓存
内存:CPU获取数据的主力还是内存
硬盘:
机械硬盘:硬盘的机械手臂在磁道上旋转读取数据
固态硬盘:基于电容存储,数学算法
磁带:服务器数据备份
BIOS系统 basic input output system 计算器出厂自带的小系统
操作系统
操作系统也是应用程序
但是他是针对计算机硬件,
将操作硬件中的复杂,丑陋的借口封装起来,
暴露给用户简单快捷的操作接口,
帮助用户管理、协调、操作、调度计算机的各个硬件