冯·诺依曼结构计算机的设计思想是什么

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 *** 作码和一个地址码。其中 *** 作码表示运算性质，地址码指出 *** 作数在存储器中的地址。

（3）将编好的程序送入内存储器中，然后启动计算机工作，计算机无需 *** 作人员干预，能自动逐条取出指令和执行指令。 冯&S226;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“程序存储”概念的具体化。

（一）冯·诺依曼设计思想

计算机问世50年来，虽然现在的计算机系统从性能指标、运算速度、工作方式、应用领域和价格等方面与当时的计算机有很大的差别，但基本体系结构没有变，都属于冯·诺依曼计算机。

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 *** 作码和一个地址码。其中， *** 作码表示运算性质，地址码指出 *** 作数在存储器的位置。

③ 将编好的程序和原始数据送入内存储器中，然后启动计算机工作，计算机应在不需 *** 作人员干预的情况下，自动逐条取出指令和执行任务。

冯·诺依曼设计思想最重要之处在于他明确地提出了“程序存储”的概念。他的全部设计思想，实际上是对“程序存储”要领的具体化。

（二）计算机基本结构图

（图中实线为数据流，虚线为控制流），我们可以更好地理解“存储程序”和“程序控制”。

输入设备在控制器控制下输入解题程序和原始数据，控制器从存储器中依次读出程序的一条条指令，经过译码分析，发出一系列 *** 作信号以指挥运算器、存储器等到部件完成所规定的 *** 作功能，最后由控制器命令输出设备以适当方式输出最后结果。这一切工作都是由控制器控制、而控制器赖以控制的主要依据则是存放于存储器中的程序。人们常说，现代计算机采用的是存储程序控制方式，就是这个意思。

（三）计算机的工作过程

计算机的工作过程，就是执行程序的过程。怎样组织存储程序，涉及到计算机体系结构问题。现在的计算机都是基于“程序存储”概念设计制造出来的。

了解了“程序存储”，再去理解计算机工作过程变得十分容易。如果想叫计算机工作，就得先把程序编出来，然后通过输入设备送到存储器保存起来，即程序存储。下面就是执行程序的问题。根据冯·诺依曼的设计，计算机应能自动执行程序，而执行程序又归结为逐条执行指令。执行一条指令又可分为以下4个基本 *** 作：

① 取出指令：从存储器某个地址中取出要执行的指令送到CPU内部的指令寄存器暂存。

② 分析指令：把保存在指令寄存器中的指令送到指令译码器，译出该指令对应的微 *** 作。

③ 执行指令：根据指令译码，向各个部件发出相应控制信号，完成指令规定的各种 *** 作。

④ 为执行下一条指令作好准备，即取出下一条指令地址。

50年代是计算机研制的第一个高潮时期，那时的计算机中的主要元器件都是用电子管制成的，后人将用电子管制作的计算机称为第一代计算机。这个时期的计算机发展有三个特点：即由军用扩展至民用，由实验室开发转入工业化生产，同时由科学计算扩展到数据和事务处理。 以“埃尼亚克”为代表，一批计算机迅速推向市场，形成了第一代计算机族。在这一时期，美籍匈牙利科学家冯·诺伊曼提出了“程序存储”的概念，其基本思想是把一些常用的基本 *** 作都制成电路，每一个这样的 *** 作都用一个数代表，于是这个数就可以指令计算机执行某项 *** 作。程序员根据解题的要求，用这些数来编制程序，并把程序同数据一起放在计算机的内存储器里。当计算机运行时，它可以依次以很高的速度从存储器中取出程序里的一条条指令，逐一予以执行，以完成全部计算的各项 *** 作，它自动从一个程序指令进到下一个程序指令，作业顺序通过“条件转移”指令自动完成。“程序存储”使全部计算成为真正的自动过程，它的出现被誉为电子计算机史上的里程碑，而这种类型的计算机被人们称为“冯·诺伊曼机”。

编辑本段特点

第一代计算机的主要特点是：采用电子管作基础元件；使用汞延迟线作存储设备，后来逐渐过渡到用磁芯存储器；输入、输出设备主要是用穿孔卡片，用户使用起来很不方便；系统软件还非常原始，用户必须掌握用类似于二进制机器语言进行编程的方法 第一代计算机 图

什么是软件定义存储（SDS）（

参考资料：

什么是软件定义存储

Software Defined Storage，软件定义存储。数据中心中的服务器、存储、网络以及安全等资源可以通过软件进行定义，并且能够自动分配这些资源。软件定义存储的核心是存储虚拟化技术。软件定义的数据中心通过现有资源和应用程序对不断变化的业务需求提供支持，从而实现IT灵活性。其核心思想是将资源池化——处理器、网络、存储和可能的中间件——通过这样的方式，可以生成计算的原子单位，并根据业务流程需求很容易地分配或取消 。可以安装在商用资源(x86硬件、虚 拟机监控程序或者云)和/或者现有计算硬件上的 任何存储软件堆栈。

软件定义存储工作机制

软件定义存储工作机制

SDS 软件通过虚拟数据平面对底层存储进行抽象化，这使得虚拟机（和应用）成为了存储调配和管理的基本单元。

通过在应用和可用资源之间实施灵活的隔离措施，常见的 hypervisor 可为应用均衡分配所需的全部 IT 资源（包括计算、内存、存储和网络连接）。

软件定义存储 vs传统存储架构

虽然没有官方的定义，但软件定义存储就是将存储硬件中的典型的存储控制器功能抽出来放到软件上。这些功能包括卷管理、RAID、数据保护、快照和复制等。软件定义存储允许用户不必从特定厂商采购存储控制器硬件如硬盘、闪存等存储介质。并且，如果存储控制器功能被抽离出来，该功能就可以放在基础架构的任何一部分。它可以运行在特定的硬件上，在hypervisor内部，或者与虚机并行，形成真正的融合架构。

软件定义存储特点

自动化：管理得到简化，成本也随之下降。

标准接口：用于管理和维护存储设备和服务的应用编程接口 (API)。

虚拟化数据路径：可通过应用写入数据的块、文件和对象接口。

可扩展性：能在不影响性能的情况下横向扩展存储基础架构。

透明：能够监控并管理存储空间的使用情况，并清楚知晓有哪些可用资源以及相应的成本。

软件定义存储优势

您可以自行选择运行存储服务的硬件。您所选购的 SDS 和硬件不一定要来自同一家公司。您可以使用任意商用或 x86 服务器来构建基于 SDS 的存储基础架构。这意味着，您可以充分利用现有硬件来满足不断增长的存储需求，

从而做到经济高效。SDS 采用了横向扩展（而非纵向扩展）的分布式结构，允许您对容量和性能进行单独调整。

您可以加入大量数据源，以构建自己的存储基础架构。您可以将目标平台、外部磁盘系统、磁盘或闪存资源、虚拟服务器以及基于云的资源（甚至是工作负载的专用数据）连接到同一网络中，以创建统一的存储宗卷。

SDS 可以基于您的容量需求自动进行调整。由于 SDS 不依赖于硬件，所以 SDS 的自动化也可自动实现，可从连接的任意存储宗卷中调取数据。这种存储系统可以根据数据需求和性能进行调整，且无需管理员干预，也无需添加新的连接或硬件。

不存在任何限制。传统的存储区域网络受限于可用的节点（已分配 IP 地址的设备）数量。从定义来看，SDS 不存在类似限制。这意味着，在理论上，SDS 可以无限扩展。

软件定义存储用途

容器：通过在容器应用中运行持久存储，更加充分地利用您的容器应用；或者，通过在容器中运行 SDS，更加充分地利用您的存储。

云基础架构：支持私有云、公共云和混合云架构，并能实现所需的敏捷性和可扩展性。

大数据分析：快速安全地分析大型数据湖，以提升业务洞察力。

超融合基础架构：消除离散存储层，并能与您企业中的各种虚拟化服务器实例搭配使用。

对象存储：灵活可靠地存储、备份和检索 PB 级的数据。

富媒体：您的富媒体存储会日益扩展，因为您总是需要更多内容。

以“存储程序”的概念为基础的各类计算机统称：冯·诺依曼结构的计算机。美籍匈牙利科学家冯·诺依曼最先提出程序存储的思想，并成功将其运用在计算机的设计之中，根据这一原理制造的计算机被称为冯·诺依曼结构计算机，由于对现代计算机技术的突出贡献。

因此冯·诺依曼又被称为“现代计算机之父”。20世纪30年代中期，匈牙利科学家冯诺依曼大胆地提出，抛弃十进制，采用二进制作为数字计算机的数制基础。同时，还说预先编制计算程序，然后由计算机来按照人们事前制定的计算顺序来执行数值计算工作。

扩展资料：

冯诺依曼体系结构构成的计算机特点

把需要的程序和数据送至计算机中。必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力。能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力。能够根据需要控制程序走向，并能根据指令控制机器的各部件协调 *** 作。

能够按照要求将处理结果输出给用户。为了完成上述的功能，计算机必须具备五大基本组成部件，包括：输入数据和程序的输入设备；记忆程序和数据的存储器；完成数据加工处理的运算器；控制程序执行的控制器；输出处理结果的输出设备。

参考资料来源：百度百科-冯·诺依曼结构计算机

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