什么是计算机”存储程序，程序控制“的工作原理

现代计算机都是

冯

·诺依曼

（JohnVonNeuman）结构的计算机。它的基本原理是"

存储程序和程序控制

"；即是说，计算机的工作是在程序的控制下运行，而程序又是预先存储在计算机内的。更详细地说就是，要利用计算机完成一项处理任务时，首先要把任务转换成程序，然后将程序存储在计算机的（内）存储器中，并命令计算机从程序的开始位置（某一条指令）开始工作，计算机的工作路线必须按照程序设计的路线进行，自动地执行并完成任务，直到结束的那条指令执行完为止。

这里有几个问题需要解决：

第一，需要一种工具来描述任务的执行过程。这个工具就是计算机语言。这种语言既要人能理解使用，又要计算机能理解和使用。

第二，需要一种方法能有效地将任务转换成程序，这就是

"程序设计"。程序设计需要理论，技术，方法和工具，这就是"程序设计方法学"。

第三，需要将程序合理地存储在计算机系统内，并有效地对它进行管理和执行控制。这就是 *** 作控制或现代的 *** 作系统软件的职能。

一、计算机指令和指令系统

所谓指令是指能向计算机发出的、能被计算机理解的，使计算机能执行一个最基本 *** 作的命令。

每一条指令包含两方面的信息，一是表示

"做什么"的 *** 作信息（用特定的二进制代码表示），二是表示 *** 作应处理的数据信息（用数据本身或数据在存储器中的地址表示）。前者称为" *** 作码"（Op

---

Operator

Code），后者称为"地址码"（Address

Code）,并有如下图的指令格式

。

一般计算机包括如下几类指令：

1）算术运算类。执行加、减、乘、除等算术运算的指令类；

2）逻辑运算类。执行或、与、非、移位、比较等逻辑运算的指令类；

3）传送类。执行取数、存数、传送等 *** 作的指令类；

4）程序控制类。执行无条件转移、条件转移、调用程序、返回等 *** 作的指令类；

5）输入/输出类。执行输入、输出、输入/输出等实现内存和外部设备之间传输信息 *** 作的指令类；

6）其他类指令。执行停机、空 *** 作、等待等 *** 作的指令类；

每一类指令中又包含许多不同功能的指令。如加法指令就有定点加，浮点加，十进制加，直接数加等的不同。作为计算机指令，都是用二进制代码表示的，可以用八进制或十六进制书写。假设某种计算机有如下

8条指令码

存储程序概念的基本原理。

计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。美藉匈牙利科学家冯·诺依曼结构（John

von

Neumann）奠定了现代计算机的基本结构，其特点是：

1）使用单一的处理部件来完成计算、存储以及通信的工作。

2）存储单元是定长的线性组织。

3）存储空间的单元是直接寻址的。

4）使用低级机器语言，指令通过 *** 作码来完成简单的 *** 作。

5）对计算进行集中的顺序控制。

6）计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大部件组成并规定了它们的基本功能。

7）彩二进制形式表示数据和指令。

8）在执行程序和处理数据时必须将程序和数据道德从外存储器装入主存储器中，然后才能使计算机在工作时能够自动调整地从存储器中取出指令并加以执行。

这就是存储程序概念的基本原理。

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冯·诺依曼计算机存储程序原理

由美籍匈牙利数学家冯·诺依曼于1946年提出的，把程序本身当作数据来对待，程序和该程序处理的数据用同样的方式储存，这正是治愈“神童”ENIAC健忘症的良方。冯·诺依曼和同事们依据此原理设计出了一个完整的现代计算机雏形，并确定了存储程序计算机的五大组成部分和基本工作方法。冯·诺依曼的这一设计思想被誉为计算机发展史上的里程碑，标志着计算机时代的真正开始。

(1) 采用二进制形式表示数据和指令；

(2) 将程序（数据和指令序列）预先存放在主存贮器中，使计算机在工作时能够自动高速地从存贮器中取出指令，并加以执行；

(3) 由运算器 、存贮器、控制器、输入设备、输出设备五大基本部件组成计算机系统，并规定了这五大部件的基本功能。冯·诺伊曼思想实际上是电子计算机设计的基本思想，奠定了现代电子计算机的基本结构，开创了程序设计的时代

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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

这是个诺依曼体质的核心概念。存储程序上怎么工作的呢？可以打个比方

如果我们要到陌生的地方去旅游，需要随身带一个地图，地图上有各个景点的位置和汽车线路，当我们参观完一个景点的时候，我们拿出地图，按照汽车线路到达新的景点，然后又按照地图又到达另一个景点，采用这种方法指导参观完所有的景点，在这个比方中，旅游者相当于计算机，参观景点相当于做运算，要让计算机自动完成运算，就要把运算的步骤编成程序，相当于比方中的地图，并且要把程序实现存储起来，相当于把地图放在身边，按照地图不断参观景点，相当于计算机自动连续执行程序了。

总结得出：存储程序工作方式：事先编制程序、事先存储程序、自动连续的执行程序

首先提出在电子计算机中储存程序概念的科学家是美藉匈牙利科学家冯·

诺依于1946年提出的。

其要点为：

1计算机完成任务是由事先编号的程序完成的；

2计算机的程序被事先输入到存储器中，程序运算的结果，也被存放在存储器中。

3计算机能自动连续地完成程序。

4程序运行的所需要的信息和结果可以通输入、输出设备完成。

5计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备所组成。

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