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计算机如何实现自动存储程序和数据?

存储程序把和存入中,这是计算机能够自动执行指令的基础。

1、概念

计算机如何实现自动存储程序和数据?  第1张

存储程序:存储程序是指将解决问题的程序和需要加工处理的原始数据事先存入计算机的存储器中,这一概念是现代计算机设计的基础之一,由美籍匈牙利科学家冯·诺依曼于1945年提出,奠定了现代计算机的基本结构。

存入中:存入中通常指的是将程序和数据从输入设备传输到计算机的内存或存储器中,在计算机启动后,操作系统会将这些信息加载到内存中,以便CPU进行访问和处理。

2、工作原理

程序载入与指令执行:用户通过输入设备(如键盘、鼠标)将编好的程序和原始数据输入到计算机的内存中,当计算机启动时,CPU从内存中的指定位置取出第一条指令,并送往控制器进行译码,控制器根据译码结果向计算机的各个部件发出相应的控制信号,指挥它们协同工作,完成该指令所规定的操作,CPU自动取下一条指令并执行,如此循环往复,直至程序执行完毕。

结果输出:经过一系列指令的执行,处理结果可能存储在内存中或通过输出设备(如显示器、打印机等)呈现给用户。

3、优势与局限性

灵活性高:存储程序工作方式使得计算机能够灵活地执行各种复杂的任务,只需更改内存中的程序即可实现不同的功能。

自动化程度高:一旦程序启动,计算机可以自动地、连续地执行指令,无需人工干预。

效率高:现代计算机采用高速缓存、流水线等先进技术,进一步提高了指令执行的速度和效率。

初建费用大:为了实现存储程序工作方式,需要构建复杂的硬件系统和编写大量的软件程序,初期投入较大。

依赖性与稳定性:计算机的性能和稳定性高度依赖于存储器和CPU等关键部件的性能和稳定性,一旦这些部件出现故障,整个计算机系统可能无法正常工作。

安全性问题:存储程序工作方式也带来了一定的安全隐患,反面程序或干扰可能通过输入设备侵入计算机内存,破坏数据或干扰计算机的正常运行。

4、历史背景与发展

冯·诺依曼架构:存储程序的概念最早由美籍匈牙利科学家冯·诺依曼于1945年提出,并在他领导的EDVAC项目中得到了应用,这一架构至今仍是现代计算机设计的基础之一。

发展与改进:随着计算机技术的不断发展,存储程序工作方式也在不断改进和完善,现代计算机采用了更先进的存储器技术(如半导体存储器)、更高效的指令执行机制(如超标量体系结构)以及更强大的输入输出设备等。

存储程序和存入中是计算机能够自动、连续工作的关键,通过将程序和数据事先存入存储器中,计算机可以根据程序的控制自动地、连续地执行指令,完成各种复杂的信息处理任务,这种工作方式不仅提高了计算机的灵活性和自动化程度,还为计算机的广泛应用奠定了基础。

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