诺伊曼计算机英文解释翻译、诺伊曼计算机的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 Von Neumann computer; Von Neumann machine
分词翻译:
诺伊曼的英语翻译:
【计】 Neumann; Von
计算机的英语翻译:
adding machine; calculating machine; calculator
【计】 brain unit; computer; computing machinery; computor; FONTAC; ILLIAC IV
【经】 calculating machine
专业解析
诺伊曼计算机 (Nuò yī màn jìsuànjī),即冯·诺伊曼体系结构计算机 (Von Neumann Architecture Computer),是现代通用计算机的核心设计范式。其核心思想由美籍匈牙利数学家约翰·冯·诺伊曼及其团队在1945年首次系统提出,并深刻影响了此后几乎所有计算机的设计。以下从汉英词典角度详细解释其含义与核心特征:
一、术语定义与核心特征 (Definition & Core Characteristics)
-
存储程序概念 (Stored-Program Concept)
计算机的指令(程序)和数据以二进制形式共同存储在同一个存储器中。处理器可像处理数据一样读取、修改或执行这些指令。这是区别于早期固定功能计算机的关键创新 。
-
五大核心部件 (Five Fundamental Components)
- 运算器 (Arithmetic Logic Unit, ALU):执行算术和逻辑运算。
- 控制器 (Control Unit, CU):指挥协调各部件工作,解释并执行指令。
- 存储器 (Memory):存储程序和数据(含指令)。
- 输入设备 (Input Device):接收外界信息(如键盘、鼠标)。
- 输出设备 (Output Device):向外界传递结果(如显示器、打印机)。
- 控制器与运算器合称中央处理器(CPU) 。
-
顺序执行与指令驱动 (Sequential Execution & Instruction-Driven)
控制器通常按顺序从存储器中读取指令,解码后控制其他部件执行。程序计数器(PC)跟踪下一条待执行指令的地址 。
二、工作流程 (Workflow - 冯·诺伊曼循环)
冯·诺伊曼计算机执行程序遵循一个基本循环(Fetch-Decode-Execute Cycle):
- 取指 (Fetch):控制器根据程序计数器(PC)的地址,从存储器中读取下一条指令。
- 译码 (Decode):控制器解析指令,确定需要执行的操作(如加法、跳转)和操作数地址。
- 执行 (Execute):控制器向相关部件(如ALU、存储器)发送控制信号,执行指令操作(如计算、读写数据)。
- 更新计数器 (Update PC):程序计数器更新为下一条指令地址(通常是顺序+1,除非遇到跳转指令)。
- 循环:重复步骤1-4,直至程序结束 。
graph LR
A[取指 Fetch] --> B[译码 Decode]
B --> C[执行 Execute]
C --> D[更新PC Update PC]
D --> A
三、历史意义与影响 (Historical Significance & Impact)
- 奠基性贡献 (Foundational Contribution):冯·诺伊曼体系结构(尤其是存储程序概念)解决了早期计算机(如ENIAC)需要物理重连线路来改变任务的难题,极大提高了通用性和编程效率 。
- 普适性 (Universality):该结构被证明是构建通用图灵机的有效物理实现方式,奠定了现代可编程计算机的理论和工程基础。
- 主导地位 (Dominance):尽管存在非冯·诺伊曼架构(如哈佛架构),但冯·诺伊曼结构因其简洁性和灵活性,至今仍是个人电脑、服务器等通用计算机的主流设计 。
四、汉英对照关键术语 (Key Terms - Chinese/English)
- 诺伊曼计算机 / Von Neumann Computer
- 冯·诺伊曼体系结构 / Von Neumann Architecture
- 存储程序 / Stored Program
- 中央处理器 (CPU) / Central Processing Unit (CPU)
- 运算器 / Arithmetic Logic Unit (ALU)
- 控制器 / Control Unit (CU)
- 存储器 / Memory (Storage)
- 输入设备 / Input Device
- 输出设备 / Output Device
- 指令 / Instruction
- 数据 / Data
- 程序计数器 (PC) / Program Counter (PC)
- 取指-译码-执行循环 / Fetch-Decode-Execute Cycle
权威参考来源 (Authoritative References):
- 冯·诺伊曼原报告 (1945): Von Neumann, J. First Draft of a Report on the EDVAC. 计算机体系结构奠基文献,清晰阐述了存储程序概念与体系结构雏形。 [存档于美国计算机历史博物馆]
- 《计算机组成与设计》: Patterson, D.A., & Hennessy, J.L. Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface. Morgan Kaufmann. 权威教材,详细讲解冯·诺伊曼架构原理与实现。
- IEEE计算机协会: IEEE Computer Society. 对计算机体系结构标准与历史有权威定义与阐述。
- 大英百科全书: "Von Neumann machine" 条目提供精炼概述与历史背景。
- ACM数字图书馆: 收录大量关于冯·诺伊曼架构及其演变的经典论文与综述。
网络扩展解释
诺伊曼计算机(又称冯·诺依曼计算机)是基于冯·诺依曼提出的“存储程序”原理设计的计算机体系结构,其核心思想是将程序和数据以二进制形式存储在同一个存储器中,并按顺序执行指令。以下是详细解释:
1.核心原理
- 存储程序控制:程序指令和数据统一存储在内存中,计算机工作时自动按地址顺序读取并执行指令。
- 二进制编码:指令和数据均以二进制形式表示,简化了硬件设计并提高了处理效率。
2.五大基本组成部分
- 运算器(ALU):执行算术和逻辑运算。
- 控制器(CU):从内存中取指令、解码并控制其他部件协调工作。
- 存储器:统一存储程序和数据,支持按地址访问。
- 输入设备:如键盘、鼠标,用于接收外部数据。
- 输出设备:如显示器、打印机,用于呈现处理结果。
3.关键特征
- 顺序执行指令:程序指令按存储顺序逐条执行,由控制器统一调度。
- 以存储器为中心:现代计算机改进早期以运算器为中心的设计,提升了数据吞吐效率。
4.历史意义与影响
- 冯·诺依曼在1945年提出该模型,奠定了现代计算机的基础。此前的ENIAC等计算机需手动重设电路,而诺伊曼结构通过存储程序实现了通用计算能力。
- 当前几乎所有计算机(包括个人电脑、服务器等)均遵循这一架构,仅在某些专用领域(如量子计算机)存在例外。
5.与现代计算机的关系
- 现代计算机在诺伊曼架构基础上进行了扩展,例如增加缓存、多核处理器等,但核心原理未变。
如需进一步了解其技术细节或历史背景,可参考、8、6等来源。
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