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简答题 冯诺依曼结构的特点是什么?
冯·诺依曼结构特点
现代计算机发展所遵循的基本结构形式始终是冯·诺依曼机结构。这种结构特点是“程序存储,共享数据,顺序执行”,需要CPU从存储器取出指令和数据进行相应的计算。
主要特点有:
1、单处理机结构,机器以运算器为中心;
2、采用程序存储思想;
3、指令和数据一样可以参与运算;
4、数据以二进制表示;
5、将软件和硬件完全分离;
6、指令由操作码和操作数组成;
7、指令顺序执行。
扩展资料:
对冯·诺依曼计算机体系结构缺陷的分析:
1、指令和数据存储在同一个存储器中,形成系统对存储器的过分依赖。如果储存器件的发展受阻,系统的发展也将受阻。
2、指令在存储器中按其执行顺序存放,由指令计数器PC指明要执行的指令所在的单元地址。然后取出指令执行操作任务。所以指令的执行是串行。影响了系统执行的速度。
3、存储器是按地址访问的线性编址,按顺序排列的地址访问,利于存储和执行的机器语言指令,适用于作数值计算。但是高级语言表示的存储器则是一组有名字的变量,按名字调用变量,不按地址访问。机器语言同高级语言在语义上存在很大的间隔,称之为冯·诺依曼语义间隔。消除语义间隔成了计算机发展面临的一大难题。
4、冯·诺依曼体系结构计算机是为算术和逻辑运算而诞生的,目前在数值处理方面已经到达较高的速度和精度,而非数值处理应用领域发展缓慢,需要在体系结构方面有重大的突破。
5、传统的冯·诺依曼型结构属于控制驱动方式。它是执行指令代码对数值代码进行处理,只要指令明确,输入数据准确,启动程序后自动运行而且结果是预期的。
一旦指令和数据有错误,机器不会主动修改指令并完善程序。而人类生活中有许多信息是模糊的,事件的发生、发展和结果是不能预期的,现代计算机的智能是无法应对如此复杂任务的。
冯诺依曼计算机的结构特点?
冯诺依曼计算机的结构特点是:程序以二进制代码的形式存放在存储器中;所有的指令都是由操作码和地址码组成;指令在其存储过程中按照执行的顺序;以运算器和控制器作为计算机结构的中心等。冯诺依曼计算机广泛应用于数据的处理和控制方面,但是存在一些局限性。
1945年6月,冯·诺依曼提出了在数字计算机内部的存储器中存放程序的概念(Stored Program Concept),这是所有现代电子计算机的范式,被称为“冯· 诺依曼结构”,按这一结构建造的电脑称为存储程序计算机(Stored Program Computer),又称为通用计算机。冯·诺依曼计算机主要由运算器、控制器、存储器和输入输出设备组成。
扩展资料:
使用冯诺依曼体系机构的电子数字计算机。电子数字计算机是一种采用电子技术自动综合分析计算数值的精确的高速计算工具。其基本原理基于程序存贮方式和二进制运算。因此,它更确切的名称是电子存贮程序数字式计算机。
电子数字计算机是以数字形式的量值在机器内部进行运算和存储的电子计算机。数的表示法常采用二进制。由运算器、控制器、存储器、输入和输出设备、输入和输出通道等组成。按主要性能指标,分、小型机和微型机。
电子数字计算机以其运算速度快、计算精度高、信息贮存量大、自动化程度高、能逻辑判断等特点而著称。它不仅可用来进行数值计算和数据处理,还可用于自动控制和信息加工。
冯 诺依曼体系结构计算机的特点是什么?
冯·诺依曼结构
计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。美藉匈牙利科学家冯·诺依曼结构(John von Neumann)奠定了现代计算机的基本结构,其特点是:
1)使用单一的处理部件来完成计算、存储以及通信的工作。
2)存储单元是定长的线性组织。
3)存储空间的单元是直接寻址的。
4)使用低级机器语言,指令通过操作码来完成简单的操作。
5)对计算进行集中的顺序控制。
6)计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大部件组成并规定了它们的基本功能。
7)彩二进制形式表示数据和指令。
8)在执行程序和处理数据时必须将程序和数据道德从外存储器装入主存储器中,然后才能使计算机在工作时能够自动调整地从存储器中取出指令并加以执行。
这就是存储程序概念的基本原理。
冯诺依曼体系结构的特点
1、计算机处理的数据和指令一律用二进制数表示。
2、顺序执行程序,计算机运行过程中,把要执行的程序和处理的数据首先存入主存储器(内存),计算机执行程序时,将自动地并按顺序从主存储器中取出指令一条一条地执行,这一概念称作顺序执行程序。
3、计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。
扩展资料:
冯诺依曼体系结构将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:在CPU与存储器之间的流量(数据传输率)与存储器的容量相比起来相当小。
在现代计算机中,流量与CPU的工作效率相比之下非常小,在某些情况下(当CPU需要在巨大的数据上运行一些简单指令时),数据流量就成了整体效率非常严重的限制。CPU将会在数据输入或输出存储器时闲置。由于CPU速度远大于存储器读写速率,因此瓶颈问题越来越严重。
冯诺依曼体系结构的特点是什么?
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。 目前使用冯·诺伊曼结构的中央处理器和微控制器有很多。除了上面提到的英特尔公司的8086,英特尔公司的其他中央处理器、ARM的ARM7、MIPS公司的MIPS处理器也采用了冯·诺依曼结构。 1945年,冯·诺依曼首先提出了“存储程序”的概念和二进制原理,后来,人们把利用这种概念和原理设计的电子计算机系统统称为“冯·诺依曼型结构”计算机。冯·诺依曼结构的处理器使用同一个存储器,经由同一个总线传输。 冯·诺曼结构处理器具有以下几个特点:必须有一个存储器;必须有一个控制器;必须有一个运算器,用于完成算术运算和逻辑运算;必须有输入和输出设备,用于进行人机通信。冯·诺依曼的主要贡献就是提出并实现了“存储程序”的概念。由于指令和数据都是二进制码,指令和操作数的地址又密切相关,因此,当初选择这种结构是自然的。但是,这种指令和数据共享同一总线的结构,使得信息流的传输成为限制计算机性能的瓶颈,影响了数据处理速度的提高。 在典型情况下,完成一条指令需要3个步骤,即:取指令、指令译码和执行指令。从指令流的定时关系也可看出冯·诺依曼结构与哈佛结构处理方式的差别。举一个最简单的对存储器进行读写操作的指令,指令1至指令3均为存、取数指令,对冯·诺曼结构处理器,由于取指令和存取数据要从同一个存储空间存取,经由同一总线传输,因而它们无法重叠执行,只有一个完成后再进行下一个。