冯诺依曼计算机结构

冯·诺依曼结构也称普林斯顿结构,是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置,因此程序指令和数据的宽度相同,如英特尔公司的8086中央处理器的程序指令和数据都是16位宽。
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。

冯诺依曼计算机结构

冯·诺伊曼计算机结构的关键特点包括:

  • 存储程序概念:程序指令和数据以相同的格式存储在存储器中,程序可以按顺序执行存储器中的指令。这种存储程序的特性使得冯·诺伊曼计算机能够灵活地执行不同的任务,而无需物理改变硬件。
  • 顺序执行:指令按照存储顺序依次执行,每条指令执行完成后,控制单元会自动转移到下一条指令。
  • 单一总线结构:CPU、存储器和输入/输出设备之间通过一个共享的总线进行通信。这简化了计算机系统的设计和连接。
  • 通用性:冯·诺伊曼计算机可以执行各种不同类型的任务,因为它们的指令集是通用的,可以处理不同的计算和数据处理需求。

冯·诺伊曼计算机结构被广泛采用,并成为了现代计算机体系结构的基础。虽然现代计算机系统在冯·诺伊曼结构的基础上进行了各种扩展和改进,但其基本原理仍然是冯·诺伊曼所提出的。