计算机体系结构之父冯诺依曼
冯诺依曼计算机体系结构
冯诺依曼计算机体系结构冯·诺依曼计算机体系结构（von Neumann architecture）是一种包括中央处理器（Central Processing Unit，CPU）、存储器（Memory）、输入/输出设备（Input/Output Device）和控制单元（Control Unit）等基本组件的计算机系统的组织结构。
这种计算机体系结构在20世纪40年代末至50年代初由冯·诺依曼提出，并成为了现代计算机的基础。
下面将详细介绍冯·诺依曼计算机体系结构的各个方面。
首先，中央处理器（CPU）是计算机系统的核心部件，负责执行指令、进行运算和控制计算机的其他组件。
它由算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit，ALU）和控制单元（Control Unit）组成。
ALU负责进行算术和逻辑运算，而控制单元则负责解码和执行指令、管理数据传输和控制计算机的其他组件。
CPU的设计使得计算机可以按照指令进行顺序执行，实现数据的处理和计算。
其次，存储器（Memory）是计算机系统中用于存储和获取数据和指令的组件。
冯·诺依曼计算机体系结构中的存储器被划分为两个主要部分：主存储器（Main Memory）和辅助存储器（Secondary Storage）。
主存储器是CPU能够直接访问的存储设备，它通常采用随机存储器（Random Access Memory，RAM）的形式，用于暂时保存计算机运行时的数据和指令。
与之相对，辅助存储器类似于硬盘或固态硬盘，用于长期存储数据和程序。
再次，输入/输出设备（Input/Output Device）用于计算机与外部世界之间的数据交换。
输入设备用于向计算机系统输入数据和指令，包括键盘、鼠标、触摸屏等；而输出设备用于将计算机处理的结果输出给用户，包括显示器、打印机、扬声器等。
输入/输出设备通过输入/输出接口与计算机系统的其他组件连接，实现数据的传输和交换。
冯诺依曼体系
冯诺依曼体系
1945年6月约翰·冯·诺依曼与戈德斯坦、勃克斯等人，联名发表了一篇长达101页纸的报告《First Draft of a Report on the EDVAC》，即计算机史上著名的“101页报告”。
在报告中冯·诺伊曼明确提出了计算机的体系架构。
从1951年第一台电子计算机EDVAC开始，计算机经历了多次的更新换代，不管是最原始的、还是最先进的计算机，使用的仍然是冯·诺依曼最初设计的计算机体系结构。
因此冯·诺依曼被世界公认为“计算机之父”，他设计的计算机系统结构，称为“冯诺依曼体系结构”。
采用二进制作为计算机数值计算的基础，以0、1代表数值。
不采用人类常用的十进制计数方法，二进制使得计算机容易实现数值的计算。
程序或指令的顺序执行，即预先编好程序，然后交给计算机按照程序中预先定义好的顺序进行数值计算。
计算机之父是谁
计算机之父是谁计算机之父是谁？计算机技术的迅猛发展让人们对于计算机之父的身份产生了无尽的遐想。
无论是计算机科学界，还是普通大众，对于这个问题都存在着不同的观点和解释。
然而，有两位名字最为广泛被认可和接受，他们分别是英国数学家艾伦·图灵和美国工程师约翰·冯·诺依曼。
接下来，我们将分别从这两位杰出人物的生平和贡献来探讨谁是真正的计算机之父。
首先，我们来看一位传奇人物，艾伦·图灵。
图灵被广泛认为是现代计算机科学的奠基人之一。
他在数学、逻辑、密码学等多个领域做出了突出的贡献。
图灵的最重要的成就之一是提出了图灵机的概念，这是一种理论上具有无限存储能力和计算能力的抽象计算模型。
这个概念对于计算机的发展起到了极其重要的作用，直接导致了计算机的设计和实现。
此外，图灵还在密码学领域发挥了重要作用。
在第二次世界大战期间，他参与了英国政府的破解德国军方所使用的密码系统——恩尼格玛机。
他的工作对于盟军最终的胜利起到了决定性的作用。
然而，虽然艾伦·图灵在计算机科学的发展中做出了重要贡献，但他并不是计算机之父的唯一候选人。
我们不能忽视约翰·冯·诺依曼在计算机领域的巨大贡献。
约翰·冯·诺依曼是一位美国的工程师和数学家，他的工作对于计算机的发展影响深远。
他提出了现代计算机架构中最核心的原则之一——冯·诺依曼体系结构。
这种体系结构将计算机的存储器和计算单元分离，使得计算机能够以程序的形式存储和处理数据。
这个想法直接导致了计算机的发展方向，并奠定了现代计算机的基本模型。
除了冯·诺依曼体系结构，冯·诺依曼还对于计算机软件发展作出了重要贡献。
他在第二次世界大战期间参与了曼哈顿计划，为核武器的设计和模拟开发了一种新的计算方法。
这种方法后来演变成了数值计算方法和科学计算的基础。
虽然艾伦·图灵和约翰·冯·诺依曼都对计算机的发展做出了重要贡献，但究竟谁才是真正的计算机之父呢？这个问题并没有一个绝对的答案。
工程类计算机体系结构之父冯诺依曼
提出计算机体 系结构的基本
框架
设计并实现了 世界上第一台
电子计算机 ENIAC
提出存储程序 的概念，将程 序和数据存储
在计算机中
发明了二进制 数系统，为计 算机的运算奠
定了基础
数学：冯诺依曼在数学领域也有很多重要的贡献，包括对概率论和数理统计的研究。
时间：1945年
背景：二战期间，计算机需求迫切
冯诺依曼的贡献：提出计算机体系结构，包括运算器、存储器、控制器、输入输出设备等五 大部件
影响：奠定了现代计算机的基础，对后续计算机发展产生了深远影响
采用二进制数制
存储程序方式
由运算器、控制 器、存储器、输 入设备和输出设 备五部分组成
程序和数据都以 二进制形式存储 在存储器中，采 用“按地址访问” 的方式获取数据
提出计算机体系结构的基本 思想
发表了多篇关于计算机体系 结构的论文和著作
获得多项学术荣誉和奖项
计算机科学之父 对计算机体系结构做出了卓越贡献 影响了整个计算机科学的发展 为现代计算机的发展奠定了基础
冯诺依曼与计算机 体系结构
计算机体系结构定义：计算机体系结构是指计算机系统的整体设计和组织结构，包括其硬件 和软件的布局、组织、交互等。
1913年-1920年，冯诺依曼在德国 柏林大学学习数学和物理
1927年，获得美国普林斯顿大学数 学博士学位
添加标题
添加标题
添加标题
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1921年-1923年，赴美国普林斯顿 大学攻读博士学位，专业为数学
1930年-1933年，在德国格丁根大 学任教，并从事数学和物理学研究
设计并实现了世界上第一台 电子计算机ENIAC
简述冯.诺依曼计算机系统结构
简述冯.诺依曼计算机系统结构
冯·诺依曼计算机系统结构也被称为冯·诺依曼体系结构或冯·诺依曼体系，是现代计算机系统结构的基础和范例。
该结构由美国数学家冯·诺依曼于1945年提出，并在其著作《EDVAC报告》中详细阐述。
冯·诺依曼计算机系统结构包括以下几个关键部分：
1.中央处理器（CPU）：负责执行计算机指令和处理数据的核心部件，分为算术逻辑单元（ALU）和控制单元（CU）两部分。
2.存储器：用于存储指令和数据的设备，包括主存储器（RAM）和辅助存储器（硬盘、固态硬盘等）。
3.输入/输出设备：用于与外部世界进行信息交互的设备，如键盘、鼠标、显示器、打印机等。
4.指令集架构（ISA）：规定了计算机能够执行的指令集和操作码的集合，决定了计算机的编程模型和指令执行方式。
5.存储程序：计算机能够执行的指令和数据以二进制形式存储在存储器中，并按照顺序执行。
冯·诺依曼计算机系统结构的特点包括：
1.存储程序：指令和数据以相同的格式存储在存储器中，计算
机可以按顺序读取并执行。
2.存储器访问：计算机可以通过地址寻址方式从存储器中读取或写入指令和数据。
3.存储器分层：将存储器分为主存储器和辅助存储器，主存储器用于临时存储数据和指令，辅助存储器用于永久存储。
4.指令流水线：计算机可以将指令和数据进行流水线处理，以提高执行效率。
5.可编程性：冯·诺依曼计算机具有较高的可编程性，可以根据需求修改和执行不同的程序。
冯·诺依曼计算机系统结构的发展和应用为现代计算机科学和技术的进步提供了坚实的基础，并成为了普遍采用的计算机结构范例。
冯诺伊曼体系结构
冯诺伊曼体系结构冯·诺依曼体系结构（Von Neumann architecture）是一种用于设计和构建计算机系统的基本原理和框架。
它由1945年首次提出，并以其提出者、数学家冯·诺依曼的名字命名。
以下是关于冯·诺依曼体系结构的详细解释：1. 基本原理：冯·诺依曼体系结构的核心原理是将计算机系统划分为五个基本组件：中央处理器（Central Processing Unit, CPU）、存储器（Memory）、输入设备（Input Device）、输出设备（Output Device）和控制单元（Control Unit）。
其中，中央处理器（CPU）是计算机的核心部件，负责执行指令和进行算术逻辑运算。
存储器用于存储数据和程序指令。
输入设备用于接收外部数据和命令，而输出设备用于显示或输出结果。
控制单元则负责协调这些组件之间的操作和通信。
2. 存储程序：冯·诺依曼体系结构的一个重要特点是存储程序的概念。
在这种体系结构下，指令和数据以二进制形式存储在存储器中，并按照一定的地址顺序存放。
计算机按照顺序从存储器中读取指令，执行完一条指令后再读取下一条指令，并且可以根据需要跳转、循环或重复执行指令。
这种存储程序的概念使得计算机能够自动执行以往需要人工操作的任务，也提供了编程的灵活性和可扩展性。
3. 指令集架构：冯·诺依曼体系结构的另一个重要特点是指令集架构，即指令集的设计和组织方式。
指令集是一组用于执行特定任务的机器指令的集合。
冯·诺依曼体系结构的指令集包含了各类基本操作，如算术运算、逻辑运算、数据传输等。
每条指令通常由操作码（Opcode）和操作数（Operand）组成。
操作码用于表示要执行的操作类型，而操作数则用于指定操作所涉及的数据。
指令集架构的设计和组织方式对计算机的性能、可编程性和可移植性等方面都有着重要的影响。
4. 存储器层次结构：冯·诺依曼体系结构还可以与存储器层次结构（Memory Hierarchy）相结合。
冯诺依曼计算机的体系结构
冯诺依曼计算机的体系结构冯·诺依曼计算机体系结构是现代计算机硬件和软件架构的基石之一。
它由冯·诺依曼教授于1945年提出，并于1946年完成了一台基于该体系结构的计算机原型。
冯·诺依曼计算机体系结构由5个重要部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
运算器是计算机的核心部件，负责进行各种算术和逻辑运算。
控制器负责协调和控制计算机各个部件的工作，按照指令序列的顺序执行操作。
存储器用于存储程序和数据，其中包括运行时的指令和数据，以及处理数据的结果。
输入设备用于将外部信息输入计算机，输出设备用于将计算机加工后的信息传递给外部。
冯·诺依曼计算机采用了存储程序的概念，即将程序和数据存储在同一种类型的存储器中。
这种方法使得计算机可以根据程序的指示按需获取和处理数据。
与之相对，冯·诺依曼计算机引入了存储程序的概念，这使得计算机不仅能够执行预编程的操作，还能够根据指令自动改变执行路径。
冯·诺依曼计算机的指令由操作码和操作数组成。
操作码定义了所执行的操作类型，而操作数则指定了该操作所需的数据。
指令以二进制代码的形式存储在计算机的存储器中，并按照特定的格式解码和执行。
指令的执行过程包括获取指令、解码指令、执行指令和存储结果。
冯·诺依曼计算机还引入了模块化设计的概念，即将计算机划分为多个模块，每个模块负责不同的任务。
这种设计使得计算机的构建和维护更加简便和灵活，并促进了计算机的发展和演进。
冯·诺依曼计算机体系结构的优点在于其简单性和通用性。
由于存储程序的概念，计算机可以按照预先定义的方式执行操作，而无需进行物理改变。
此外，冯·诺依曼计算机的体系结构可以用于各种不同的计算任务，从科学计算到商业数据处理。
然而，冯·诺依曼计算机体系结构也存在一些局限性。
首先，由于计算机的运算和存储操作是分离的，导致了存储器和运算器之间的瓶颈问题。
简述冯诺依曼体系结构的基本内容
简述冯诺依曼体系结构的基本内容
冯·诺依曼体系结构是由德国数学家冯·诺依曼在1946年发明的一种计算机体系结构，也是现代计算机的基础。
它是一种分层的体系结构，将计算机分解为几个部分，即运行程序、控制单元、存储器、输入/输出系统，以及系统总线。
首先，计算机要运行程序，而运行程序就是指把输入数据处理成想要的结果。
运行程序的核心就是控制单元，它负责对程序进行指令解释和控制，根据控制单元发出的控制信号，各个计算机系统能正常工作，把输入的数据处理成想要的结果。
其次，在冯·诺依曼体系结构中，存储器的功能是存储程序和所需的数据，它们是计算机的核心，负责保存和提供程序和数据，当计算机断电时，这些数据仍然会保留。
存储器主要分为两类：一类是内存，它可以快速存储和读取数据，但是容量有限；另一类是外存，它的容量比内存大得多，但是读取速度比内存慢得多。
再次，冯·诺依曼体系结构中的输入/输出系统负责与外部设备的交互，它通过输入设备，如键盘、鼠标等，来输入数据；通过输出设备，如显示器、打印机等，来输出数据，从而使计算机与外部设备之间的交流。
最后，系统总线是冯·诺依曼体系结构中最重要的部分，它负责连接各个部件，使它们能够相互通信，如运行程序、控制单元、存储器、输入/输出系统等。
它是计算机的“血液”，是计算机正常工作的基础。
总之，冯·诺依曼体系结构是一种分层的体系结构，它将计算机分解为运行程序、控制单元、存储器、输入/输出系统，以及系统总线等几个部分，它是现代计算机的基础，也是计算机中不可缺少的一部分。
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电子开关，二进制， 线性方程求解 1973年打官司，承认 ABC是第一台。
ENIAC-第一台通用计算机
ENIAC项目是由戈登斯坦 负责，艾克特和莫奇利负责 设计实施的，出钱方是美工 陆军，出资 50万美金，出生 有两个目的，第一就是计算 弹道导弹分析，但是主要任 务还是为了研制氢弹，氢弹 主要使用的是核聚变，计算 量更加复杂，需要有计算机 进行计算。
工作风生水起，但是有怪癖，喜欢玩儿玩具，喜欢豪车， 尤其是凯迪拉克，每年买一辆，车技还不行。在美国和第二 任妻子克拉拉，每周在家进行排队邀请朋友来家里做客，收 玩具。
1933年到1941年之间冯诺依曼有发表了36篇论文，博弈论， 博弈论的创始人之一（摩根斯特恩）。
1942年12月7日
1937年冯诺依曼加入美国国籍，应邀出任美国陆军军械部顾 问，1940年加入了弹道研究实验室科学顾问委员会，珍珠港 事件后冯诺依曼正式加入了曼哈顿计划
小男孩，主要用的是铀235的核裂变放映释放巨大能量，必 须要达到一定的质量才能产生核裂变反应，
胖子，使用的是钚239，钚很活跃，质量大了还没有落地就 炸了，如何让其不达到临界质量还能达到预期的爆炸效果， 引爆雷管，挤压爆炸，快速计算一下，炸药，冲击波，压力， 32颗雷管，空中引爆。550米爆炸。
计算能力冯诺依曼第一，第二就是费米， 冯诺依曼精算，费米估算1945
可以通过数学去证明量子力学是完备的， 错误被约翰·贝尔发现，提出了贝尔不等 式。
约翰·贝尔（北爱尔兰） 1928年6月28日-1990年10月1日
1930年接受美国普林斯顿大学的邀请，过去当了客座讲师， 1931年就成了普林斯顿大学的终身教授了，从此就留在了美 国，1930年美国另外的一个重要机构普林斯顿高级研究院 （杨振宁，李政道），1932年爱因斯坦也去美国在这个机构 工作。
晚年图灵的人工智能，让自
算计有生命力，可以自我修复， 主要想用这个机器寻找外星生 命。
1954美国原子能委员会委员， 同年右肩受伤，手术过程发现 骨癌，最后再1957年，这位现 代计算机之父离我们而去了、 享年54岁，死后人们在他的病 房发现了一些手稿，最后出版 成书，叫做《The Computer and The Brain》
1946年ENIAC研制成功后，戈登斯坦开始研制离散变量自动 计算机 EDVAC，冯诺依曼就是这个时候加入到这个团队的， 后台戈登斯坦将和风冯诺依曼之间的书信交往和手稿整理成 了报告，就是非常著名的101页报告。但是署名只有冯诺依曼 一人，同时冯诺依曼和IBM签订了高级顾问合同，导致艾克特 和莫奇利非常不满，最后这二人单独出去单干了。冯诺依曼 和ENIAC的缘分也就结束了。
1903年出生于匈牙利的布达佩斯，和爱 因斯坦一样有着犹太人的血统，其父亲是 银行家，政府以其在金融领域的重大贡献， 赏了一个世袭贵族的姓 冯。
约翰·冯·诺依曼（美国犹太籍）小时候有着过目不忘的本领，6岁就能心算8位数 的除法，理想是数学家，但是受到其父亲影响，大学在柏林 大学就读化学工程，后转学到瑞士的苏黎世联邦理工学院 （爱因斯坦的母校），同时在老家的布达佩斯大学学数学， 大学四年一共上了三所大学。
恩里科·费米（美籍意大利裔） 1901年9月29日-1954年11月28日
Colossus computer 是世界上最早的电子 数字机器。1943年， 英国人用它来破译德 国人的密码。据说在 第二次世界大战结束 的时候，丘吉尔命令 拆毁十二台中的十台。 另两台在1961年被拆 毁。
真正意义上的电子计算机
1925年22岁大学毕业，1926年凭 借超前的数学天赋发表了一篇关于集 合论的文章，被授予布达佩斯大学的 博士学位，同时在柏林大学数学讲师， 准备考教授资格，在这期间他来到了 哥廷根大学，在这个大学遇见了大魔 头——希尔伯特。
大卫·希尔伯特（美国） 1862年1月23日-1943年2月14日
1926到1929年冯诺依曼连续发表了 25片论文，主要在量子力学的数学计算 方面。1932年冯诺依曼著名的《量子力 学数学基础》出版。书中有一个错误，
约翰·冯·诺依曼（美籍犹太裔） 1903年12月28日-1957年2月8日