Quelle est l'idée de base d'un ordinateur von Neumann ?

L'idée de base de l'ordinateur von Neumann est la suivante : les programmes et les données sont exprimés en binaire et le contrôle du programme est stocké. Dans un ordinateur, le programme (y compris les instructions et les données) est stocké à l'avance dans la mémoire principale. Lorsque l'ordinateur exécute le programme, il peut récupérer automatiquement et en continu les instructions de la mémoire et les exécuter. forme binaire en mémoire.

L'environnement de cet article : windows10, Dell G3.

L'idée de base de l'ordinateur von Neumann est la suivante : les programmes et les données sont exprimés en binaire et en contrôle de programme stocké (c'est-à-dire programme stocké et contrôle de programme).

Les programmes et les données sont représentés sous forme binaire :

Dans les ordinateurs qui stockent les programmes, les données et les instructions sont stockées sous forme binaire en mémoire. À en juger par le contenu stocké dans la mémoire, il n’y a aucune différence entre les deux. Ce sont toutes des séquences de codes composées de 0 et de 1, mais leurs significations respectives convenues sont différentes. Lorsque l'ordinateur lit des instructions, il considère les informations lues sur l'ordinateur comme des instructions ; lorsqu'il lit des données, il considère les informations lues sur l'ordinateur comme des opérandes. Les données et les instructions ont été distinguées lors de la compilation du logiciel ; dans des circonstances normales, il n'y aura donc aucune confusion entre les deux. Parfois, nous appelons également les données et les instructions stockées dans la mémoire, car les informations du programme elles-mêmes peuvent également être utilisées comme un objet à traiter. Par exemple, lors de la compilation d'un programme, le programme source est traité comme un objet. objet à traiter.

Contrôle de programme stockésignifie programme stocké et contrôle de programme. Le programme est entré dans l'ordinateur et stocké dans la mémoire interne (principe de stockage). Pendant le fonctionnement, le contrôleur les extrait et les stocke. dans l'ordre des adresses. Instructions dans la mémoire interne (instructions d'accès dans l'ordre des adresses), puis analysez les instructions, exécutez la fonction des instructions, lorsque vous rencontrez une instruction de transfert, transférez vers l'adresse de transfert, puis accédez aux instructions dans l'ordre des adresses ( contrôle du programme).

Connaissances élargies :

Les ordinateurs de type Von Neumann ont généralement les cinq fonctions suivantes : ils doivent avoir des programmes de mémoire à long terme, La capacité d'effectuer des données, des résultats intermédiaires et des résultats de calcul finaux ; être capable d'effectuer diverses opérations arithmétiques, logiques, de transmission de données et d'autres traitements de données ; être capable de contrôler la direction du programme selon les besoins et de contrôler l'opération coordonnée ; de différentes parties de la machine conformément aux instructions ; être capable de suivre des instructions. Nécessite que les résultats du traitement soient transmis à l'utilisateur.

Les ordinateurs de type Von Neumann adoptent essentiellement un mécanisme de traitement séquentiel en série Même si les données pertinentes ont été préparées, la séquence d'instructions doit être exécutée une par une. L'une des orientations fondamentales pour améliorer les performances des ordinateurs est le traitement parallèle. Par conséquent, ces dernières années, les gens ont cherché à briser les contraintes du système von Neumann traditionnel. Cet effort est appelé non-neumannisation. La discussion sur ce qu’on appelle la non-neumannisation est encore controversée et on pense généralement qu’elle se manifeste sous les trois aspects suivants.

(1) Dans le cadre du système von Neumann, la machine von Neumann traditionnelle est modifiée, par exemple en utilisant plusieurs composants de traitement pour former un processus de flux,

en fonction du temps, le chevauchement améliore le traitement l'efficacité ; un autre exemple consiste à former une structure de machine matricielle pour former un flux d'instructions unique et plusieurs flux de données pour améliorer la vitesse de traitement. Ces directions sont devenues relativement matures et sont devenues des structures standard ;

(2) Utiliser plusieurs machines de von Neumann pour former un système multi-machines afin de prendre en charge des structures d'algorithmes parallèles. La recherche dans ce domaine est actuellement relativement active ;

(3) Changer fondamentalement la méthode de pilotage du flux de contrôle des machines de von Neumann. Par exemple, un ordinateur de flux de données qui adopte un mode de travail piloté par le flux de données peut exécuter les instructions pertinentes en parallèle tant que les données sont prêtes. Il s'agit d'un ordinateur véritablement non neumannisé qui ouvre de nouvelles perspectives pour le traitement parallèle, mais qui fait encore l'objet d'une exploration expérimentale en raison de la complexité de son contrôle.

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