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1.2.2 计算机的工作原理
冯·诺依曼结构计算机采用存储程序控制方式进行工作。
当我们利用计算机来完成某项工作时,首先需要制定解决问题的方案,然后将其分解为计算机能够识别且能够执行的一系列基本操作命令,这些操作命令按照一定顺序进行排列,就组成了“程序”。计算机所能识别并能执行的每一条操作命令就称为一条机器指令,而每条机器指令都规定了计算机要执行的一种基本操作。因此,程序就是完成既定任务的一组指令序列,计算机按照规定的流程,依次执行各条指令,最终完成程序所要实现的目标。
由此可见,计算机的工作方式取决于两个基本能力:一是存储程序,二是自动执行程序。计算机是利用内存来存放要执行的程序的,而CPU则依次从内存中取出程序的每条指令,加以分析和执行,直到完成全部指令序列为止。这就是计算机的存储程序控制方式的工作原理。
另外,计算机不仅能按照指令存储顺序依次读取并执行指令,还能够根据指令执行结果进行程序的灵活转移,这使得计算机具有判断思维的能力。这一工作机制最初是由美籍匈牙利数学家冯·诺依曼于1945年提出的,因此称为冯·诺依曼原理。