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甘草子·冯诺依曼计算机

已有 12064 次阅读 2016-11-21 11:52 |个人分类:信息|系统分类:诗词雅集| 计算机, 冯诺依曼, 运算器

冯老,摆弄开关,尽是零一搞。
指令少寒衾,数据同棉袄。
书信寄存名单草,问地址、挨门查找。
输入输出中军扫,媲美真头脑。

19031228日,在布达佩斯诞生了一位神童,这不仅给这个家庭带来了巨大的喜悦,也值得整个计算机界去纪念。正是他,开创了现代计算机理论,其体系结构沿用至今,而且他早在40年代就已预见到计算机建模和仿真技术对当代计算机将产生的意义深远的影响。

1944年,冯·诺依曼参加曼哈顿工程电子计算机EDVAC的设计会议,大家都觉得问题非常难解决。冯·诺依曼画了个图,然后开始洋洋洒洒写了计算机世界的创世之作——The First Draft Report on the EDVAC,第一台冯诺依曼体系计算机就这样诞生了。


冯·诺依曼结构中计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备5个硬件系统构成,其中指令和数据都混在一起,以二进制的形式放在存储器中。


运算器加上控制器,就是大家熟知的CPU,是计算机中进行算术运算和逻辑运算的主要部件,是计算机的主体。在控制器的控制下,运算器接收待运算的数据,完成程序指令指定的基于二进制数的算术运算或逻辑运算。数据和指令进入运算器的时候,暂时存在运算器的寄存器里,每个寄存器都有相应的地址,运算器就根据地址来执行相应的指令或处理相应的数据。以前没有键盘和显示器,输入输出都以是用纸带,不是一般人能使用的。也许是从图灵机得到的启示吧。关于图灵机和冯诺依曼机的关系,以参考姜咏江老师的博文《图灵和冯诺依曼的区别》等系列文章。

冯·诺依曼是美籍匈牙利科学家,他最新提出程序存储的思想,并成功将其运用在计算机的设计之中,根据这一原理制造的计算机被称为冯·诺依曼结构计算机,世界上第一台冯·诺依曼式计算机是1949年研制的EDVAC,由于他对现代计算机技术的突出贡献,因此冯·诺依曼又被称为“现代计算机之父”。当前我们用的计算机,绝大多数依然是冯诺依曼计算机。




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