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计算机为什么采用冯诺依曼结构?
2024-11-04 00:21:11 责编:小OO
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1. 冯·诺依曼结构是现代计算机发展的基础,其核心特点为“存储程序、共享数据、顺序执行”。在这种结构中,CPU从存储器中检索指令和数据进行处理。
2. 该结构的主要特征包括:采用单处理机架构,以运算器为中心;实施程序存储概念;指令与数据同等地参与运算;数据以二进制形式表示;软件与硬件严格区分;指令由操作码和操作数构成;指令按顺序执行。
3. 尽管冯·诺依曼计算机体系结构对计算机发展做出了巨大贡献,但它也存在一些缺陷。例如,指令和数据存储在同一存储器中,可能导致对存储器的过度依赖,了系统的发展。
4. 指令在存储器中按顺序存放,执行时需通过指令计数器访问,这使得指令执行成为串行过程,进而影响了系统性能。
5. 存储器的线性编址方式适用于机器语言,但对于高级语言而言,其表述的存储器是一组有名字的变量,不按地址访问,从而产生了机器语言与高级语言之间的语义间隔。
6. 冯·诺依曼计算机体系结构主要针对算术和逻辑运算设计,尽管在数值处理方面取得了显著成就,但在非数值处理领域的应用发展缓慢,需在体系结构上实现重大突破。
7. 传统冯·诺依曼结构属于控制驱动方式,执行指令时对数值代码进行处理。这种方式在指令明确、数据准确时能自动运行并得到预期结果,但对于错误指令和数据无法自行修正。在人类生活中,信息往往是模糊的,事件的发展和结果不可预期,现代计算机的智能难以应对这种复杂性。

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