冯诺依曼型计算机的缺点及改进方法.pdf
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2022-07-14
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冯。诺依曼型计算机的缺点及改进方法
从计算机诞生那天起，冯 .诺依曼体系结构占据着主导地位，几十年来计算机体系
结构理论并没有新理论出现。随着计算机应用范围的迅速扩大，使用计算机解决的问
题规模也越来越大，因此对计算机运算速度的要求也越来越高。然而由于传统冯 .诺
依曼计算机体系结构天然所具有的局限性，从根本上限制了计算机的发展。
冯。诺依曼计算机有四个主要部分：中央处理器、存储器、接口电路和外部设备，各部分
之间的互连总线有： 地址总线、 控制总线、双向数据线和输入输出线。 电脑的信息数据采用
二进制进行编码，将数据输入电脑时，是一个一个地按地址对号先后入座，经计算、处理，
然后输出结果， 而不是将数据同时输入电脑。 这种串行方式比并行方式所需的各部件之间的
互联线数目大大减少，从而简化了电路， 使目前超大规模集成电路得以实现。但是，却使电
脑丧失了实时处理的能力， 因为， 串行方式延长了数据输入和处理的时间， 从而限制了电脑
的计算处理速度，这就是现在冯。诺依曼型计算机所面临的 " 瓶颈 "问题。
冯。诺依曼型计算机以存储程序原理为基础，指令与数据混合存储，程序执行时， CPU
在程序计数器的指引下， 线性顺序地读取下一条指令和数据， 以运算器为中心， 这就注定了
其本质特点是线性或是串行性。 这主要表现在指令执行的串行性和存储器读取的串行性两个
方面。所以我认为冯。诺依曼结构体系的“瓶劲”问题主要还是因为串性。
我认为改善此问题的出路是使用并行技术，在指令运算处理及数据存储上都巧妙地运用
并行技术。 比如：存储器的访问不再用片选控制， 而是可以任意地访问单元，在读写数据时
用原子操作或事务处理的思想保证数据的一致性。
目前对冯诺依曼结构瓶颈对策的系统“哈佛系统” 。哈佛结构是使用两个独立的存储
器模块，分别存储指令和数据，每个存储模块都不允许指令和数据并存，以便实现并
行处理。中央处理器首先到程序指令存储器中读取程序指令内容，解码後得到数据地址，
资源评论
千xun2022-10-31资源内容详实，描述详尽，解决了我的问题，受益匪浅，学到了。
hwx18537729388
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