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430单片机的“冯—纽曼”结构是什么意思

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解决时间 2021-08-23 14:22
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冯·诺依曼结构又称作普林斯顿体系结构(Princetionarchitecture)。  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。  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。  另外,程序和数据统一存储并在程序控制下自动工作  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。  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。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。(l)冯.诺依曼(Von Neumann)的“程序存储”设计思想
  冯.诺依曼是美籍匈牙利数学家,他在1946年提出了关于计算机组成和工作方式的基本设想。到现在为止,尽管计算机制造技术已经发生了极大的变化,但是就其体系结构而言,仍然是根据他的设计思想制造的,这样的计算机称为冯·诺依曼结构计算机。

冯·诺依曼设计思想可以简要地概括为以下三点:

①计算机应包括运算器、存储器、控制器、输入和输出设备五大基本部件。
②计算机内部应采用二进制来表示指令和数据。 每条指令一般具有一个操作码和一个地址码。其中操作码表示运算性质,地址码指出操作数在存储器中的地址。
③将编好的程序送人内存储器中,然后启动计算机工作, 计算机勿需操作人员干预,能自动逐条取出指令和执行指令。
  从以上三条可以看出, 以前所有的讨论都是针对冯·诺依曼设计思想论述的,不过没 有明确指出其人罢了。 冯·诺依曼设计思想最重要之处在于明确地提出了“程序存储”的概念,他的全部设计思想实际上是对对程序存储”概念的具体化
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