冯诺依曼结构和哈佛结构的详细资料说明

　　阿兰？图灵在1937年首次提出了一个通用计算设备的设想。他设想所有的计算都可能在一种特殊的机器上执行，这就是现在所说的图灵机。如果我们把计算机定义成一个数据处理器，计算机就可以被看作是一个接收输入数据、处理数据、产生输出数据的黑盒。尽管这个模型能够体现现代计算机的功能，但是它的定义还是太狭窄，因为按照这种定义，便携式计算器也可以认为是计算机。

　　基于通用图灵机建造的计算机都是在存储器中存储数据的。在1944 ~ 1945年期间，冯？诺依曼指出，鉴于程序和数据在逻辑上是相同的，程序也能存储在计算机的存储器中。

　　冯？诺依曼结构又称作普林斯顿体系结构（Princetion Architecture），这是由于冯？诺依曼当时在普林斯顿大学任职。该结构自提出以来，主导了电子计算机半个多世纪的发展，是计算机发展史上最重要的体系结构，是通用计算机使用的最主要结构。

　　冯？诺依曼理论的思想是：应该把程序也存储在存储器里，让计算机自己负责从存储器里提取指令，执行指令，并循环式地执行这两个动作，如图2？5 所示。这样计算机在执行程序的过程中，就可以完全摆脱外界的影响，以自己可能的速度（电子的速度）自动地运行。按照这种原理构造出来的计算机就是“存储程序控制计算机”，也被称作“冯？诺依曼计算机”，简称冯？诺依曼机。

　　从20世纪初，物理学和电子学科学家们就在争论制造可以进行数值计算的机器应该采用什么样的结构。人们被十进制这个人类习惯的计数方法所困扰，著名的ENIAC就是用的十进制，那时以研制模拟计算机的呼声更为响亮和有力。20世纪40年代，冯？诺依曼大胆地提出：抛弃十进制，采用二进制作为数字计算机的数制基础。同时，他还提出预先编制计算程序，然后由计算机来按照事前制定的计算顺序来执行数值计算工作的思想，奠定了冯？诺依曼结构的理论基础，这就是著名的“存储程序控制原理”。 1946年6月，冯？诺依曼在“关于电子计算装置逻辑结构初探”的报告中正式提出了以二进制、程序存储和程序控制为核心的一系列思想，对ENIAC的缺陷进行了有效的改进，从而奠定了冯？诺依曼计算机的体系结构基础。计算机经过了几十年的发展，其体系结构也发生了许多改进，但冯？诺依曼提出的数字计算机的原则仍然没有突破。冯？诺依曼理论的要点：指令像数据那样存放在存储器中，并可以像数据那样进行处理。指令格式使用二进制机器码表示。使用程序存储控制方式工作。这3条内容合称冯？诺依曼原理。EDVAC是最早采用冯？诺依曼体系结构的计算机。大半个世纪过去了，直到今天商品化的计算机还基本遵循着冯？诺依曼提出的原理。