冯诺依曼型计算机的主要设计思想 冯诺依曼计算机的结构特点是什么

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什么是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。xXx星座分析

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。xXx星座分析

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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。xXx星座分析

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。xXx星座分析

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。xXx星座分析

试述冯•诺依曼结构计算机的主要特点

1964年，冯。诺依曼简化了计算机的结构，提出了“存储程序”的思想，大大提高了计算机的速度。后人按照这种思想和结构设计的计算机成为冯。诺依曼计算机。“存储程序”思想可以简化概括为3点：xXx星座分析

（1）计算机应用包括运算器、控制器、存储器、输入/输出设备。xXx星座分析

（2）计算机内部应采用二进制来表示指令和数据。xXx星座分析

（3）将篇好的程序和数据送会内存储器，然后计算机自动地逐条取出指令和数据进行分析、处理和执行。xXx星座分析

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局限性xXx星座分析

目前CPU的处理速度和内存容量的成长速率要远大于两者之间的流量，将大量数值从内存搬入搬出的操作占用了CPU大部分的执行时间，也造成了总线的瓶颈。xXx星座分析

程序指令的执行是串行的，由程序计数器控制，这样使得即使有关数据已经准备好，也必须遵循逐条执行指令序列，影响了系统运行的速度；xXx星座分析

存储器是线性编址，按顺序排列的地址访问，这是有利于存储和执行机器语言，适用于数值计算。但高级语言的存储采用的是一组有名字的变量，是按名字调用变量而非按地址访问，且高级语言中的每个操作对于任何数据类型都是通用的。xXx星座分析

不管采用何种数据结构，多维数组、二叉树还是图，最终在存储器上都必须转换成一维的线性存储模型进行存储。这些因素都导致了机器语言和高级语言之间存在很大的语义差距，这些语义差距之间的映射大部分都要由编译程序来完成，在很大程度上增加了编译程序的工作量。xXx星座分析

冯·诺依曼体系结构计算机是为逻辑和数值运算而诞生的，它以CPU为中心，I/O设备与存储器间的数据传送都要经过运算器，在数值处理方面已经达到很高的速度和精度，但对非数值数据的处理效率比较低，需要在体系结构方面有革命性突破。xXx星座分析

参考资料来源：百度百科-冯。诺依曼计算机xXx星座分析

简述冯·诺依曼结构的主要思想和结构特征

冯·诺依曼的重要三条思想是:xXx星座分析

1、计算机硬件是由5大基本部分组成:运算器,控制器,存储器,输入设备,输出设备xXx星座分析

2、采用二进制xXx星座分析

3、程序和数据一样存放在存储器中xXx星座分析

冯·诺依曼结构又称作普林斯顿体系结构（Princetionarchitecture）。xXx星座分析

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.诺曼型结构”计算机。冯.诺曼结构的处理器使用同一个存储器，经由同一个总线传输。xXx星座分析

冯.诺曼结构处理器具有以下几个特点：xXx星座分析

1 必须有一个存储器；xXx星座分析

2 必须有一个控制器；xXx星座分析

3 必须有一个运算器，用于完成算术运算和逻辑运算；xXx星座分析

4 必须有输入和输出设备，用于进行人机通信。xXx星座分析

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。xXx星座分析

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。xXx星座分析

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。xXx星座分析

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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。xXx星座分析

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。xXx星座分析

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。xXx星座分析

两者区别xXx星座分析

冯·诺依曼理论的要点是：数字计算机的数制采用二进制；计算机应该按照程序顺序执行。人们把冯诺依曼的这个理论称为冯诺依曼体系结构。从ENIAC到当前最先进的计算机都采用的是冯诺依曼体系结构。所以冯诺依曼是当之无愧的数字计算机之父。xXx星座分析

能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力；能够根据需要控制程序走向，并能根据指令控制机器的各部件协调操作；能够按照要求将处理结果输出给用户。xXx星座分析

哈佛结构是为了高速数据处理而采用的，因为可以同时读取指令和数据（分开存储的）。大大提高了数据吞吐率，缺点是结构复杂。xXx星座分析

通用微机指令和数据是混合存储的，结构上简单，成本低。假设是哈佛结构：你就得在电脑安装两块硬盘，一块装程序，一块装数据，内存装两根，一根储存指令，一根存储数据……xXx星座分析

是什么结构要看总线结构的。51单片机虽然数据指令存储区是分开的，但总线是分时复用的，所以顶多算改进型的哈佛结构。ARM9虽然是哈佛结构，但是之前的版本也还是冯·诺依曼结构。xXx星座分析

早期的X86能迅速占有市场，一条很重要的原因，正是靠了冯·诺依曼这种实现简单，成本低的总线结构。处理器虽然外部总线上看是诺依曼结构的，但是由于内部CACHE的存在，因此实际上内部来看已经算是改进型哈佛结构的了。xXx星座分析

至于优缺点，哈佛结构就是复杂，对外围设备的连接与处理要求高，十分不适合外围存储器的扩展。所以早期通用CPU难以采用这种结构。而单片机，由于内部集成了所需的存储器，所以采用哈佛结构也未尝不可。处理器，依托CACHE的存在，已经很好的将二者统一起来了。xXx星座分析

参考资料：百度百科——冯·诺依曼结构xXx星座分析

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