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冯·诺依曼架构.docx
资料介绍
冯·诺依曼架构
一、冯·诺依曼架构的诞生背景
20世纪40年代，电子计算机技术处于萌芽阶段，早期的电子计算机如ENIAC（埃尼阿克）采用十进制存储，并且需要通过手动插拔接线板、设置开关来完成编程，每更换一次计算任务，都需要数小时甚至数天的时间重新调整线路，编程效率极低，存储能力也十分有限。
1945年，美籍匈牙利数学家约翰·冯·诺依曼在参与研制EDVAC（离散变量自动电子计算机）的过程中，发表了题为《EDVAC报告书的第一份草案》，首次提出了存储程序计算机的设计框架，这就是后来被称为冯·诺依曼架构的核心体系。该架构解决了早期计算机编程效率低、结构不规范的问题，为现代电子计算机的发展奠定了基础，从第一代电子管计算机到当前的超级计算机、智能终端，绝大多数都遵循着冯·诺依曼架构的核心设计思想。
二、冯·诺依曼架构的核心原理
冯·诺依曼架构的核心思想可以总结为两点：二进制表示数据与指令、存储程序原理。
1. 二进制存储
冯·诺依曼提出，计算机内部应当采用二进制而非十进制存储信息，原因在于二进制只有0和1两个状态，电子器件实现起来更加简单：开关的通断、晶体管的导通截止、电压的高低都可以很方便的表示0和1，同时二进制的运算规则简单，能够大幅简化计算机的硬件结构，提升运算可靠性。在冯·诺依曼架构中，数据和指令都以统一的二进制代码形式存储，二者在存储层面没有区别，计算机可以根据程序执行的上下文区分当前读取的内容是指令还是数据。
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