存储程序式计算机具有哪些特征?
- 行业动态
- 2025-01-19
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存储程序式计算机的主要特点包括集中顺序过程控制、采用二进制形式表示数据和指令、以及由中央处理器(CPU)、主存储器和输入/输出设备组成。这种结构使得计算机能够自动连续地完成程序,并按顺序执行指令。
存储程序式计算机,即冯·诺依曼计算机体系结构,是现代计算机的基础设计模型,这种结构包括三个主要组成部分:中央处理器(CPU)、主存储器和输入/输出(I/O)设备,CPU负责执行指令,主存储器用于存储程序和数据,而I/O设备则用于交互输入和输出信息,以下是对存储程序式计算机特征的详细分析:
1、集中顺序过程控制:存储程序式计算机的操作由一个中央控制器(CPU)统一管理,遵循指令集的顺序执行,这通常是由指令计数器来控制的。
2、过程性:这种计算机设计模仿了人们处理任务的逻辑步骤,使得程序能够按照预定义的流程进行。
3、集中控制:所有计算活动都由CPU集中管理,包括对内存的访问和对I/O设备的操作。
4、顺序性:计算机执行指令时,通常按照存储在内存中的顺序进行,除非遇到分支或跳转指令。
5、二进制形式表示:在存储程序的计算机中,数据和指令都是以二进制形式存储在存储器中的,从存储器存储的内容来看两者并无区别.都是由0和1组成的代码序列,只是各自约定的含义不同而已。
6、采用存储程序方式:这是冯·诺依曼思想的核心内容,它意味着事先编制程序,事先将程序(包含指令和数据)存入主存储器中,计算机在运行程序时就能自动地、连续地从存储器中依次取出指令且执行。
7、组成部件明确:由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成计算机系统,并规定了这五部分的基本功能。
8、线性编址:存储器是线性编址,按顺序排列的地址访问,这有利于存储和执行机器语言,适用于数值计算。
9、局限性:CPU的处理速度和内存容量的成长速率要远大于两者之间的流量,将大量数值从内存搬入搬出的操作占用了CPU大部分的执行时间,也造成了总线的瓶颈。
以下是关于存储程序式计算机的两个常见问题及其解答:
Q1: 什么是多道程序设计技术?
A1: 多道程序设计技术是指在计算机主存中同时存放几道相互独立的程序,使它们在管理程序的控制之下,相互穿插地运行,当某道程序因为某种原因不能继续运行下去时,管理程序便将另一道程序投入运行,这样可以使得CPU及外部设备尽量处于忙碌状态,从而大幅度地提高计算机的使用效率。
Q2: 实时系统和分时系统有什么本质区别?
A2: 实时系统强调必须满足控制对象的截止期限要求,如不能满足这一时间约束则认为系统失败,同时实时操作系统要求更高的可靠性和安全性,效率则放在第二位,且其也没有分时操作系统那么好的交互性,而分时操作系统强调时间片轮转,系统具有很强的交互性。
存储程序式计算机以其独特的设计和工作原理,为现代计算机技术的发展奠定了基础,尽管存在一些局限性,但随着技术的不断进步和完善,这些问题正在逐步得到解决,存储程序式计算机将继续发挥其在各个领域中的重要作用,推动科技的进步和发展。
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