馮諾依曼結(jié)構(gòu)和哈佛結(jié)構(gòu)的詳細(xì)資料說明

　　阿蘭？圖靈在1937年首次提出了一個通用計算設(shè)備的設(shè)想。他設(shè)想所有的計算都可能在一種特殊的機(jī)器上執(zhí)行，這就是現(xiàn)在所說的圖靈機(jī)。如果我們把計算機(jī)定義成一個數(shù)據(jù)處理器，計算機(jī)就可以被看作是一個接收輸入數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)的黑盒。盡管這個模型能夠體現(xiàn)現(xiàn)代計算機(jī)的功能，但是它的定義還是太狹窄，因為按照這種定義，便攜式計算器也可以認(rèn)為是計算機(jī)。

　　基于通用圖靈機(jī)建造的計算機(jī)都是在存儲器中存儲數(shù)據(jù)的。在1944 ~ 1945年期間，馮？諾依曼指出，鑒于程序和數(shù)據(jù)在邏輯上是相同的，程序也能存儲在計算機(jī)的存儲器中。

　　馮？諾依曼結(jié)構(gòu)又稱作普林斯頓體系結(jié)構(gòu)（Princetion Architecture），這是由于馮？諾依曼當(dāng)時在普林斯頓大學(xué)任職。該結(jié)構(gòu)自提出以來，主導(dǎo)了電子計算機(jī)半個多世紀(jì)的發(fā)展，是計算機(jī)發(fā)展史上最重要的體系結(jié)構(gòu)，是通用計算機(jī)使用的最主要結(jié)構(gòu)。

　　馮？諾依曼理論的思想是：應(yīng)該把程序也存儲在存儲器里，讓計算機(jī)自己負(fù)責(zé)從存儲器里提取指令，執(zhí)行指令，并循環(huán)式地執(zhí)行這兩個動作，如圖2？5 所示。這樣計算機(jī)在執(zhí)行程序的過程中，就可以完全擺脫外界的影響，以自己可能的速度（電子的速度）自動地運(yùn)行。按照這種原理構(gòu)造出來的計算機(jī)就是“存儲程序控制計算機(jī)”，也被稱作“馮？諾依曼計算機(jī)”，簡稱馮？諾依曼機(jī)。

　　從20世紀(jì)初，物理學(xué)和電子學(xué)科學(xué)家們就在爭論制造可以進(jìn)行數(shù)值計算的機(jī)器應(yīng)該采用什么樣的結(jié)構(gòu)。人們被十進(jìn)制這個人類習(xí)慣的計數(shù)方法所困擾，著名的ENIAC就是用的十進(jìn)制，那時以研制模擬計算機(jī)的呼聲更為響亮和有力。20世紀(jì)40年代，馮？諾依曼大膽地提出：拋棄十進(jìn)制，采用二進(jìn)制作為數(shù)字計算機(jī)的數(shù)制基礎(chǔ)。同時，他還提出預(yù)先編制計算程序，然后由計算機(jī)來按照事前制定的計算順序來執(zhí)行數(shù)值計算工作的思想，奠定了馮？諾依曼結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ)，這就是著名的“存儲程序控制原理”。 1946年6月，馮？諾依曼在“關(guān)于電子計算裝置邏輯結(jié)構(gòu)初探”的報告中正式提出了以二進(jìn)制、程序存儲和程序控制為核心的一系列思想，對ENIAC的缺陷進(jìn)行了有效的改進(jìn)，從而奠定了馮？諾依曼計算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。計算機(jī)經(jīng)過了幾十年的發(fā)展，其體系結(jié)構(gòu)也發(fā)生了許多改進(jìn)，但馮？諾依曼提出的數(shù)字計算機(jī)的原則仍然沒有突破。馮？諾依曼理論的要點：指令像數(shù)據(jù)那樣存放在存儲器中，并可以像數(shù)據(jù)那樣進(jìn)行處理。指令格式使用二進(jìn)制機(jī)器碼表示。使用程序存儲控制方式工作。這3條內(nèi)容合稱馮？諾依曼原理。EDVAC是最早采用馮？諾依曼體系結(jié)構(gòu)的計算機(jī)。大半個世紀(jì)過去了，直到今天商品化的計算機(jī)還基本遵循著馮？諾依曼提出的原理。