存储程序设计思想是现代计算机的基础,以下是详细介绍:
1、基本概念
存储程序设计思想由美籍匈牙利科学家冯·诺依曼于1945年提出,其核心是将编好的程序和原始数据事先存入计算机的存储器中,然后启动计算机工作,计算机能自动控制按规定的顺序逐次执行程序。
2、工作原理
在程序运行前,用户通过输入设备将编好的程序和原始数据输入到计算机的内存中,内存被划分为多个存储单元,每个单元都有唯一的地址编号,程序和数据按一定顺序存放在不同的区域。
当计算机启动后,CPU从内存中的指定位置取出第一条指令并送往译码器进行译码,译码器将指令分解成操作码和操作数,然后根据操作码向各个部件发出相应的控制信号,完成该指令所规定的操作。
一条指令执行完毕后,CPU自动取出下一条指令并重复上述过程,直至程序执行完毕。
3、优势与局限性
优势:灵活性高,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,一旦启动程序,就能自动、连续地执行,无需人工干预;效率高,现代计算机采用高速缓存、流水线等技术,提高了指令执行的速度和效率。
局限性:初建费用大,构建复杂的硬件系统和编写大量的软件程序需要投入较大的成本;依赖性与稳定性问题,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,这些部件出现故障可能导致整个系统无法正常工作;安全性问题,反面程序或干扰可能通过输入设备侵入计算机内存,破坏计算机系统的安全。
4、FAQs
问:为什么说存储程序设计思想开创了程序设计的新时代?
答:在存储程序设计思想提出之前,计算机的程序是通过硬件化的电路来实现的,修改程序非常困难,而存储程序设计思想将程序以数据的形式存储在存储器中,使得程序可以方便地进行修改和重复使用,大大提高了程序的开发效率和灵活性,催生了程序员这一职业,推动了计算机技术的发展。