存储程序工作原理
存储程序的工作原理
存储程序的工作原理
存储程序的工作原理可以简单地分为三个步骤：取指令、解码指令、执行指令。
1. 取指令：处理器从存储器中读取指令。
每条指令都有一个唯一的地址，处理器根据程序计数器中存储的地址，从存储器中读取下一条指令，并将程序计数器加1，指向下一条指令的地址。
2. 解码指令：处理器解码读取到的指令，确定该指令的操作类型和所需的操作数。
解码器将指令分解为不同的指令部分，并将其传递给适当的功能单元。
3. 执行指令：根据指令的操作类型和操作数，处理器执行指令。
这可能涉及执行算术或逻辑运算、存储或检索数据、传输数据等操作。
执行指令的过程由处理器的各个功能单元（如算术逻辑单元、寄存器、存储器控制器等）共同完成。
整个指令周期可以理解为一个不断循环的过程，处理器不断地从存储器中取出指令并依次执行，直到指令执行完毕或程序被终止。
通过不断重复这个过程，处理器能够按照程序的要求执行一系列指令，实现特定的程序功能。
程序在ram运行的原理
程序在ram运行的原理程序在RAM运行的原理一、引言程序是计算机系统中的重要组成部分，而RAM（Random Access Memory，随机访问存储器）是计算机的主要工作内存。
程序在RAM 中运行，其实是通过一系列的工作流程实现的。
本文将从程序加载、内存管理、指令执行等方面，详细介绍程序在RAM运行的原理。
二、程序加载程序从外部存储介质（如硬盘、固态硬盘、光盘等）加载到RAM中运行，这个过程主要包括三个步骤：读取、解析和装载。
1. 读取：计算机系统会通过硬件接口和控制器，将存储介质中的程序数据读取到内存控制器中。
2. 解析：解析器会对程序进行解析，将其转换为计算机能够理解和执行的指令格式。
3. 装载：将解析后的指令和数据加载到RAM中的合适位置，为接下来的执行做准备。
三、内存管理内存管理是指对RAM中的内存空间进行有效管理，以满足程序运行的需求。
内存管理主要包括内存分配和内存释放两个方面。
1. 内存分配：当程序需要内存空间时，操作系统会根据程序的要求，为其分配一块合适大小的内存空间。
常见的内存分配算法有首次适应、最佳适应和最坏适应等。
2. 内存释放：当程序不再需要某块内存空间时，操作系统会将其标记为可用状态，以便后续的内存分配。
内存释放的时机和方式有多种，如手动释放、自动垃圾回收等。
四、指令执行程序在RAM中执行的核心过程是指令执行。
在程序加载到RAM后，CPU（Central Processing Unit，中央处理器）会逐条执行指令，完成相应的计算和操作。
1. 取指令：CPU从RAM中读取下一条指令，并将其存储在指令寄存器中。
2. 解码指令：CPU对指令进行解码，确定其操作类型和操作对象。
3. 执行指令：CPU根据指令的操作类型和操作对象，执行相应的计算和操作。
4. 存储结果：CPU将执行结果存储到指定的内存位置或寄存器中。
五、程序运行的特点程序在RAM中运行具有以下特点：1. 高速访问：RAM是计算机的主要工作内存，其访问速度较快，可以提供快速的数据读取和存储。
计算机存储程序的工作原理
计算机存储程序的工作原理计算机存储程序是计算机系统中不可或缺的重要组成部分，它负责存储计算机指令和数据，是计算机运行程序的重要基础。
那么，计算机存储程序是如何工作的呢？计算机存储程序主要由两部分组成，分别是指令存储器和数据存储器。
指令存储器用来存储计算机指令，而数据存储器则用来存储程序中所需要的数据。
当计算机启动时，指令存储器中的第一条指令会被读取到中央处理器（CPU）中进行执行。
执行完这条指令后，CPU会根据指令中的地址信息，从指令存储器中读取下一条指令。
这样，一条一条地执行指令，直到整个程序执行完毕。
指令存储器中的指令是按照地址顺序存储的，CPU执行指令时，需要通过地址总线将指令的地址发送给指令存储器。
指令存储器收到地址信息后，会将对应的指令发送给CPU进行执行。
数据存储器中的数据也是按照地址顺序存储的，CPU执行指令时，如果需要读取或写入数据，就需要通过地址总线将数据的地址发送给数据存储器。
数据存储器收到地址信息后，会将对应的数据发送给CPU进行读取或写入。
为了提高计算机的运行速度，现代计算机通常采用多级缓存的方式来优化存储系统。
缓存是一种特殊的存储器，它存储最近被访问的指令和数据。
当CPU需要访问指令或数据时，首先会在缓存中查找，如果缓存中有对应的数据，则可以直接读取，避免了访问主存储器的时间延迟，提高了计算机的运行速度。
除了多级缓存，现代计算机还采用了虚拟存储器的技术来扩展存储器的容量。
虚拟存储器将主存储器和硬盘等外部存储器结合起来，形成一个逻辑上连续的地址空间。
当程序执行时，虚拟存储器会将部分程序和数据从主存储器中读取到硬盘等外部存储器中，以释放主存储器的空间，从而扩展存储器的容量。
当程序需要访问被换出的数据时，虚拟存储器会将其从外部存储器中读取回来。
计算机存储程序是计算机系统中不可或缺的重要组成部分，它负责存储计算机指令和数据，是计算机运行程序的重要基础。
了解计算机存储程序的工作原理，可以帮助我们更好地理解计算机系统的运行机制，从而更好地进行计算机编程和应用开发。
程序存储的原理
程序存储的原理
程序存储的原理是将计算机程序的指令和数据保存在计算机的存储器中。
计算机的存储器主要分为主存储器和辅助存储器两种。
主存储器是计算机中直接用来存放数据和指令的地方。
它通常由半导体随机存取存储器（RAM）组成，可以读写存储器中
的内容。
当计算机执行程序时，指令和数据首先被加载到主存储器中，然后由中央处理器（CPU）按照指令的要求进行处理。
辅助存储器用来存储在计算机程序执行过程中暂时不需要使用的指令和数据。
常见的辅助存储器有硬盘、光盘、固态硬盘等。
辅助存储器的容量通常比主存储器大得多，可以长期保存程序和数据，并且在需要时将其加载到主存储器中。
当计算机执行程序时，首先将程序和数据从辅助存储器加载到主存储器中，然后根据程序的指令依次将数据从主存储器中读取到CPU中进行处理。
处理完成后，计算结果可能会被存储
回主存储器或者保存到辅助存储器中。
程序存储的原理实际上是将数据和指令从外部的辅助存储器加载到计算机的主存储器中，通过CPU对主存储器中的数据和
指令进行操作和处理，最终产生计算结果并将其存储回存储器中。
这个过程由计算机的硬件和操作系统来完成，确保程序的正确执行和数据的有效存储。
计算机存储程序的工作原理
计算机存储程序的工作原理首先，计算机存储程序的工作原理需要理解计算机内存的层次结构。
计算机内存分为多级存储器，包括寄存器、缓存、主存和辅存等。
其中，寄存器是位于CPU内部的最快速、容量最小的存储器，主要用于存储CPU 当前正在执行的指令和数据。
缓存是位于CPU和主存之间的一级高速存储器，用于提高CPU对主存的访问速度。
主存是计算机存储程序最重要的组成部分，它用于存储程序和数据，是CPU能直接访问的存储器。
辅存是相对于主存而言的，主要是指硬盘、光盘等外部存储设备，其容量较大但速度较慢。
其次，计算机存储程序的工作原理需要了解存储器的组织。
主存采用字节编址方式进行寻址，每个字节都有唯一的地址。
计算机中存储单元的最小单位是位(bit)，通常8位(bit)组合成一个字节(byte)。
计算机内存的组织方式通常包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)两种类型。
RAM是一种易失性存储器，其数据可以读写，用于存储程序和数据。
ROM 是一种只能读取的存储器，用于存放无法改写的程序和数据，如BIOS程序等。
然后，计算机存储程序的工作原理需要了解数据的存取方式。
计算机执行程序时，需要从存储器中读取指令和数据，执行完毕后再将结果写回存储器。
存储器的读取操作是根据指定的地址从存储器中读取数据，存储器的写入操作是将数据写入到指定的地址。
存储器的读写操作是通过总线进行的，包括地址总线、数据总线和控制总线。
地址总线用于指定存储器中的地址，数据总线用于传输读取或写入的数据，控制总线用于传输控制信号。
此外，计算机存储程序的工作原理还涉及到存储器的层次结构和缓存的使用。
存储器的层次结构包括多级缓存，其目的是提供更快的存取速度。
缓存是采用局部性原理，将最近使用过的数据和指令存放在离CPU最近的地方，以提高CPU对存储器的访问速度。
在缓存中，采用了高速缓存存储器(Cache)和主存之间的合理映射方式，如直接映射、组相联映射和全相联映射。
存储器的工作原理
存储器的工作原理
存储器是计算机中用于存储数据和程序的设备，其工作原理可以简单地概括为存储和读取两个过程。
存储过程：
1. 写数据：当计算机需要将数据存储到存储器中时，控制器将数据发送给存储器。
这些数据被转换为存储器中的电信号，在存储器的电路中被存储下来。
2. 存储：存储器将数据存储在特定的存储单元中。
这些存储单元包括位、字节、字等，每个单元有一个唯一的地址，通过地址，存储器可以将数据存储在正确的位置。
读取过程：
1. 读取数据：当计算机需要读取存储器中的数据时，控制器会发送请求读取的命令和相应的地址给存储器。
2. 传输数据：存储器接收到读取的命令和地址后，将存储在该地址上的数据传输给控制器。
3. 控制器处理数据：控制器接收到存储器传输的数据后，可以将数据发送给其他设备进行处理，比如CPU进行运算或显示
器进行显示。
存储器的数据存储是通过电子元件来实现的，最常见的是基于半导体的固态存储器，如RAM（随机访问存储器）和ROM （只读存储器）。
存储器的读写速度较快，可以在很短的时间内完成存储和读取操作，因此是计算机中重要的基础设备之一。
简述存储程序原理
简述存储程序原理在计算机科学中，存储程序原理是指计算机在执行程序时，将程序和数据存储在同一块内存中，并通过指令来操作这些数据的一种工作方式。
这种工作方式是现代计算机体系结构的基础，它使得计算机能够高效地执行各种任务。
存储程序原理的核心是将程序和数据存储在内存中。
内存是计算机中用来存储数据和指令的地方，它通常被划分为多个存储单元，每个存储单元可以存储一个字节的数据。
程序和数据在内存中的存储位置通过内存地址来确定。
计算机执行程序时，首先需要将程序从外部存储器（如硬盘或闪存）加载到内存中。
加载过程将程序的指令和数据按照一定的格式复制到内存的特定位置。
在加载完成后，计算机可以通过读取内存中的指令来执行程序。
程序在内存中的存储方式通常是按照一定的格式组织的。
常见的程序格式有可执行文件（如.exe文件）和源代码文件（如.c文件）。
可执行文件是经过编译和链接处理的程序，它包含了可直接在计算机上执行的指令。
源代码文件是程序的源代码，需要通过编译器将其转化为可执行文件。
在存储程序原理中，指令是程序执行的基本单位。
指令包含了操作码和操作数，操作码指示计算机要进行的操作（如加法、乘法等），操作数指定了操作的对象（如寄存器、内存地址等）。
计算机通过按照指令的顺序执行指令来完成程序的执行。
存储程序原理的关键在于指令的执行过程。
指令的执行通常包括以下几个步骤：读取指令、解码指令、执行指令和更新程序计数器。
读取指令是指计算机从内存中读取下一条指令。
解码指令是指计算机将指令的操作码和操作数解析为对应的操作。
执行指令是指计算机根据操作码和操作数执行相应的操作。
更新程序计数器是指计算机将程序计数器的值更新为下一条指令的地址。
在存储程序原理中，程序的执行是通过不断重复执行指令的过程来实现的。
指令的执行可以涉及到数据的读取、写入和操作等操作。
数据的读取和写入是通过指定内存地址来实现的，操作则是通过执行指令的操作码来实现的。
存储程序原理的优点是灵活性和可扩展性。
程序存储器EM的工作原理
程序存储器EM的工作原理程序存储器是计算机中的一种重要组件，用于存储和读取计算机的指令集和程序数据。
其中，电子存储器（EM）是一种常见的程序存储器类型。
其工作原理可以简单描述为电子存储和读出。
EM是一种基于电子技术的存储器，由许多存储单元组成，每个存储单元都可以存储一个比特的信息（0或1）。
这些存储单元通常由电容器或者双稳态器件（比如晶体管）构成。
电容器储存信息的是电荷量，而晶体管主要利用电流状态来表示信息。
在EM中，每个存储单元都有一个唯一的地址，用于访问它的信息。
当计算机需要写入或读取某个存储单元时，它将发送地址信号和数据信号给EM。
地址信号用于选择目标存储单元，而数据信号则携带要写入或读取的信息。
写入数据时，EM会根据地址信号确定要写入数据的存储单元，并将数据信号转换为相应的电荷量或电流状态存储在该存储单元中。
这个过程称为写入操作。
读取数据时，EM会根据地址信号选择要读取的存储单元，并将存储单元中的电荷量或电流状态转化为电压或电流信号，然后送回给计算机。
计算机会将这些信号进行解码，使其能够被处理，从而完成读取操作。
EM还有一些重要的特性和操作。
其中之一是访问速度。
EM的访问速度较快，因为信息可以通过电子信号进行直接存取，而不需要机械动作。
此外，EM的存储容量通常较大，它可以存储大量的信息。
这使得EM成为计算机的主要存储器之一。
然而，EM也有一些局限性。
首先是易失性。
EM的存储单元是通过电路元件存储信息的，一旦断电，存储的信息会丢失。
因此，当计算机断电或重新启动时，必须重新加载所有的程序和数据。
其次是存储器的密度限制，即每个存储单元只能存储一个比特的信息。
为了满足更大容量的存储需求，需要增加存储单元数量，进一步增加设备的体积和成本。
为了克服EM的这些缺点，人们开发了许多其他类型的存储器，比如固态硬盘（SSD）和硬盘驱动器（HDD）。
这些存储器不仅具有非易失性，还有更高的存储密度和更快的访问速度。
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图灵奖对获奖者的要求极高，评奖程序 极严，一般每年只奖励一名计算机科学家， 只有极少数年度有两名在同一方向上做出贡 献的科学家同时获奖。因此，尽管“图灵” 的奖金数额不算高，但它却是计算机界最负 盛名的奖项，有“计算机界 诺贝尔奖 ”之称。
约翰· 冯· 诺依曼
约翰· 冯· 诺依曼 ( John Von Nouma，1903-1957)，美藉匈牙利人，1903年
EDVAC方案明确奠定了新机器由五个 部分组成，包括：运算器、逻辑控制装置、 存储器、输入和输出设备，并描述了这五 部分的职能和相互关系。EDVAC机还有 两个非常重大的改进，即：(1)采用了二 进制，不但数据采用二进制，指令也采用 二进制；(2建立了存储程序，指令和数据 便可一起放在存储器里，并作同样处理。 简化了计算机的结构，大大提高了计算机 的速度。
12月28日生于匈牙利的布达佩斯，父亲是一个银行家，家境富裕，十分注意 对 孩子的教育。冯· 诺依曼从小聪颖过人，兴趣广泛，读书过目不忘。据说 他6岁时就能用古 希腊语同父亲闲谈，一生掌握了七种语言。最擅德语，可 在他用德语思考种种设想时，又能以阅读的速度译成英语。他对读过的书籍 和论文。能很快一句不差地将内容复述出来，而且若干年之后，仍可如此。 1911年一1921年，冯· 诺依曼在布达佩斯的卢瑟伦中学读书期间，就崭露头 角而深受老师的器重。在费克特老师的个别指导下并合作发表了第一篇数学 论文，此时冯· 诺依曼还不到18岁。1921年一1923年在苏黎世大学学习。很 快又在1926年以优异的成绩获得了布达佩斯大学数学博士学位，此时冯· 诺 依曼年仅22岁。1927年一1929年冯· 诺依曼相继在柏林大学和汉堡大学担任 数学讲师。1930年接受了普林斯顿大学客座教授的职位，西渡美国。1931年 成为该校终身教授。1933年转到该校的高级研究所，成为最初六位教授之一， 并在那里工作了一生。 冯· 诺依曼是普林斯顿大学、宾夕法尼亚大学、哈佛 大学、伊斯坦堡大学、马里兰大学、哥伦比亚大学和慕尼黑高等技术学院等 校的荣誉博士。他是美国国家科学院、秘鲁国立自然科学院和意大利国立林 且学院等院的院土。 1954年他任美国原子能委员会委员；1951年至1953年 任美国数学会主席。
1933年，冯· 诺依曼解决了希尔伯特第5问题，即证明了局 部欧几里得紧群是李群。1934年他又把紧群理论与波尔的殆 周期函数理论统一起来。他还对一般拓扑群的结构有深刻的 认识，弄清了它的代数结构和拓扑结构与实数是一致的。 他 对其子代数进行了开创性工作，并莫定了它的理论基础，从 而建立了算子代数这门新的数学分支。这个分支在当代的有 关数学文献中均称为冯· 诺依曼代数。这是有限维空间中矩阵 代数的自然推广。 冯· 诺依曼还创立了博奕论这一现代数学 的又一重要分支。 1944年发表了奠基性的重要论文《博奕论 与经济行为》。论文中包含博奕论的纯粹数学形式的阐述以 及对于实际博奕应用的详细说明。文中还包含了诸如统计理 论等教学思想。冯· 诺依曼在格论、连续几何、理论物理、动 力学、连续介质力学、气象计算、原子能和经济学等领域都 作过重要的工作。
ห้องสมุดไป่ตู้
•他的自行车链条经常在半道上掉落，要是换了别人，早就去车铺修理 了。而图灵偏不，他在琢磨，发现这链条总是踏到一定的圈数时下滑， 图灵在骑车时就特别留心计算，于是能做到在链条下滑前一刹那戛然停 车！让旁人叹服不已，以为是在玩杂耍。后来他居然在踏脚旁装了一个 小巧的机械计数器，到圈数时就停，好换换脑筋想些别的问题。图灵的 脑袋转得比自行车飞轮还快。 用图灵的脑袋来破译德国的"谜"看来不是 什么难事。二战爆发后，图灵成为英国外交部通信部门战时公务员，主 要负责解码。他果然不负众望，成功破译了"谜"。而德国人还蒙在鼓里， 还以为他们的"谜"能一直迷下去，照用不误，泄露了大量的核心机密， 在战事上屡屡遭挫，战后，图灵被授予帝国勋章。至于图灵如何破译" 谜"的，由于英国政府严格的保密法令，一直没有公之于世。所以图灵 破译"谜"也成为一个"谜"。 早在30年代初，图灵就发表了一篇著名的论 文《论数字计算在决断难题中的应用》，他提出了一种十分简单但运算 能力极强的理想计算装置，用它来计算所有能想象得到的可计算函数。 它由一个控制器和一根假设两端无界的工作带组成，工作带起着存储器 的作用，它被划分为大小相同的方格，每一格上可书写一个给定字母表 上的符号。控制器可以在带上左右移动，控制带有一个读写头，读写头 可以读出控制器访问的格子上的符号，也能改写和抹去这一符号。 这一 装置只是一种理想的计算模型，或者说是一种理想中的计算机。正如飞 机的真正成功得力于空气动力学一样，图灵的这一思想奠定了整个现代 计算机的理论基础。这就是电脑史上与"冯· 诺依曼机器"齐名的"图灵机"。
奠基性的工作者-----阿伦· 图灵
阿伦· 图灵正如美国电脑界有冯· 诺依曼一样，在英国电脑的进展中，也有一
个有巨大影响力的天才，他就是阿伦· 图灵（AlanTuring）。此人对于电脑技 术的发展，有着无可替代的影响。 英国现代计算机的起步的是从纳粹德国的" 谜"开始的。"谜"（Enigma）是一种密码电报机，由德国人在一战和二战之间 研制成功。"谜"能把日常语言变为代码，通过无线电或电话线路秘密传送。它 是一个木箱子，配有一台打字机，箱上有26个闪烁不停的小灯泡，与打字机 键盘的26个字母相对应。"谜"的设计无懈可击，有一套极精密的解码设置，非 一般的电报密码所能比拟。在内行人看来，平白如话，但在旁人，又是无从 索解的天书。因此，这台看似平常的机器，有了"谜"的称号。这样，德国的" 谜"引起了英国情报部门高度的兴趣。常规的解码方式奈何不了"谜"，怎么办？ 这时，天才的数学家图灵出现了。1931年图灵进入剑桥大学国王学院，开始 了他的数学天涯。一到那里，图灵开始崭露头角，毕业后去美国普林斯顿大 学攻读博士学位，在那里就发明过一个解码器（Encipher），二战爆发后回 到剑桥。 在剑桥，图灵是一个妇孺皆知的怪才，常有出人意表的举动。他每 天骑自行车到离公寓3公里的一个叫布雷奇莱公园（BletchleyPark）的地方上 班，因常患过敏性鼻炎，一遇花粉，鼻涕不止，图灵就常戴防毒面具骑车上 班，招摇过市，成为剑桥的一大奇观。
图灵的贡献
（1）建立了图灵机的理论模型，发展了可计算的理论
对数字计算的一般结构、可实现性和局限性都产生了 意义深远的影响。 （2）提出了定义机器智能的图灵测试，奠定了人工智 能的基础。 图灵奖 是 美国计算机协会 于 1966年 设立的，又叫 "A.M.图灵奖"，专门奖励那些对计算机事业作出重要贡 献的个人。其名称取自 计算机 科学的先驱、英国科学 家 艾伦· 图灵 ，这个奖设立目的之一是纪念这位科学 家。
1954年夏，冯· 诺依曼被使现患有癌症，1957年2月8日， 在华盛顿去世，终年54岁。 冯· 诺依曼在数学的诸多领域都进行了开创性工作，并 作出了重大贡献。在第二次世界大战前，他主要从事算子理 论、鼻子理论、集合论等方面的研究。1923年关于集合论 中超限序数的论文，显示了冯· 诺依曼处理集合论问题所特 有的方式和风格。他把集会论加以公理化，他的公理化体系 奠定了公理集合论的基础。他从公理出发，用代数方法导出 了集合论中许多重要概念、基本运算、重要定理等。特别在 1925年的一篇论文中，冯· 诺依曼就指出了任何一种公理化 系统中都存在着无法判定的命题。
冯· 诺依曼对人类的最大贡献是对计算机科学、计算机技术和数值分析 的开拓性工作。 现在一般认为ENIAC机是世界第一台电子计算机，它是由美国科学 家研制的，于1946年2月14日在费城开始运行。其实由汤米、费劳尔斯等 英国科学家研制的"科洛萨斯"计算机比ENIAC机问世早两年多，于1944年 1月10日在布莱奇利园区开始运行。ENIAC机证明电子真空技术可以大大 地提高计算技术，不过，ENIAC机本身存在两大缺点：(1)没有存储器；(2) 它用布线接板进行控制，甚至要搭接见天，计算速度也就被这一工作抵消 了。ENIAC机研制组的莫克利和埃克特显然是感到了这一点，他们也想尽 快着手研制另一台计算机，以便改进。 冯· 诺依曼由ENIAC机研制组的戈尔德斯廷中尉介绍参加ENIAC机研 制小组后，便带领这批富有创新精神的年轻科技人员，向着更高的目标进 军。1945年，他们在共同讨论的基础上，发表了一个全新的"存储程序通 用电子计算机方案"--EDVAC(Electronic Discrete Variable AutomaticCompUter的缩写)。在这过程中，冯· 诺依曼显示出他雄厚的数 理基础知识，充分发挥了他的顾问作用及探索问题和综合分析的能力。