La idea principal de la estructura de von Neumann

La idea principal de la estructura de von Neumann es tratar el programa en sí como datos, y el programa y los datos procesados ​​por el programa se almacenan de la misma manera.

1. Breve descripción

Von Neumann y sus colegas diseñaron un prototipo completo de una computadora moderna y determinaron los cinco componentes principales y los métodos de trabajo básicos de una computadora con programas almacenados. Esta idea de diseño de von Neumann es aclamada como un hito en la historia del desarrollo informático y marca el verdadero comienzo de la era de las computadoras.

2. Estructura de Von Neumann

1. La estructura de von Neumann, también llamada estructura de Princeton, es una estructura de memoria que combina memoria de instrucciones de programa y memoria de datos. La dirección de almacenamiento de instrucciones del programa y la dirección de almacenamiento de datos apuntan a diferentes ubicaciones físicas en la misma memoria, por lo que el ancho de las instrucciones y los datos del programa son los mismos. Por ejemplo, las instrucciones y los datos del programa del procesador central Intel 8086 son ambos de 16 bits. ancho.

2. El matemático von Neumann propuso tres principios básicos para la fabricación de computadoras, a saber, el uso de la lógica binaria, el almacenamiento y la ejecución de programas, y la computadora se compone de cinco partes (operador, controlador, memoria, dispositivos de entrada). , dispositivos de salida), esta teoría se llama arquitectura de von Neumann.

3. Características

1. La forma estructural básica seguida por el desarrollo de las computadoras modernas es siempre la estructura de la máquina de von Neumann. Las características de esta estructura son "almacenamiento de programas, datos compartidos y ejecución secuencial", lo que requiere que la CPU recupere instrucciones y datos de la memoria para realizar los cálculos correspondientes. Las características principales son: estructura de un solo procesador, la máquina está centrada en la unidad aritmética y adopta la idea de almacenamiento de programas;

2. Las instrucciones y los datos pueden participar en las operaciones; los datos se representan en binario; el software y el hardware están completamente separados; las instrucciones se componen de códigos de operación y las instrucciones se ejecutan secuencialmente.

IV. Limitaciones

1. La velocidad del intercambio de información entre la CPU y la memoria compartida se ha convertido en el principal factor que afecta el rendimiento del sistema, y ​​la mejora de la velocidad del intercambio de información está restringida por el almacenamiento. La velocidad de los componentes, el rendimiento y estructura de la memoria y muchas otras condiciones. El método del programa almacenado de la arquitectura informática tradicional de von Neumann hace que el sistema dependa de la memoria.

2. La velocidad de acceso de la CPU a la memoria restringe la velocidad de funcionamiento del sistema. El nivel técnico de los chips IC de circuitos integrados determina el rendimiento de la memoria y otro hardware. Para mejorar el rendimiento del hardware, las empresas de fabricación de chips representadas por Intel Corporation han realizado grandes esfuerzos en la producción de circuitos integrados y han logrado excelentes resultados técnicos.