美籍匈牙利科學(xué)家馮·諾依曼最新提出程序存儲(chǔ)的思想，并成功將其運(yùn)用在計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)之中，根據(jù)這一原理制造的計(jì)算機(jī)被稱(chēng)為馮·諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)，世界上第一臺(tái)馮·諾依曼式計(jì)算機(jī)是1946年研制的EDVAC，由于他對(duì)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的突出貢獻(xiàn)，因此馮·諾依曼又被稱(chēng)為“現(xiàn)代計(jì)算機(jī)之父”。

　　理論概述

　　馮諾依曼理論的要點(diǎn)是：數(shù)字計(jì)算機(jī)的數(shù)制采用二進(jìn)制；計(jì)算機(jī)應(yīng)該按照程序順序執(zhí)行。［1］

　　人們把馮諾依曼的這個(gè)理論稱(chēng)為馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)。從EDVAC到當(dāng)前最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)都采用的是馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)。所以馮諾依曼是當(dāng)之無(wú)愧的數(shù)字計(jì)算機(jī)之父。

　　根據(jù)馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)構(gòu)成的計(jì)算機(jī)，必須具有如下功能：

　　把需要的程序和數(shù)據(jù)送至計(jì)算機(jī)中。

　　必須具有長(zhǎng)期記憶程序、數(shù)據(jù)、中間結(jié)果及最終運(yùn)算結(jié)果的能力。

　　能夠完成各種算術(shù)、邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)傳送等數(shù)據(jù)加工處理的能力。

　　能夠根據(jù)需要控制程序走向，并能根據(jù)指令控制機(jī)器的各部件協(xié)調(diào)操作。

　　能夠按照要求將處理結(jié)果輸出給用戶(hù)。

　　為了完成上述的功能，計(jì)算機(jī)必須具備五大基本組成部件，包括：

　　輸入數(shù)據(jù)和程序的輸入設(shè)備；記憶程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器；完成數(shù)據(jù)加工處理的運(yùn)算器；控制程序執(zhí)行的控制器輸出處理結(jié)果的輸出設(shè)備。

　　早期的馮諾依曼計(jì)算機(jī)是以運(yùn)算器為核心。

　　現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，以存儲(chǔ)器為核心。

　　因此現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的瓶頸在存儲(chǔ)器，而不是cpu。

　　系統(tǒng)概論這本書(shū)中的圖就是典型的早期馮諾依曼結(jié)構(gòu)。

　　要想計(jì)算初中就學(xué)過(guò)的一元二次方程，看起來(lái)很簡(jiǎn)單的一件事情。

　　解法大概如下圖所示：

　　要想計(jì)算機(jī)能快速的完成，有兩種方式：

　　1. 硬件上的進(jìn)步，更快的寄存器，更快的運(yùn)算器——硬件。

　　2. 算法上的改進(jìn)——軟件。

　　作為個(gè)人，想完成硬件上的進(jìn)步無(wú)能無(wú)力，最佳方法就是追尋算法上的改進(jìn)。

　　前一種方式計(jì)算需要8個(gè)步驟，而后一種需要5個(gè)步驟，基本上效率提升了40%。