諾伊曼計算機英文解釋翻譯、諾伊曼計算機的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 Von Neumann computer; Von Neumann machine
分詞翻譯:
諾伊曼的英語翻譯:
【計】 Neumann; Von
計算機的英語翻譯:
adding machine; calculating machine; calculator
【計】 brain unit; computer; computing machinery; computor; FONTAC; ILLIAC IV
【經】 calculating machine
專業解析
諾伊曼計算機 (Nuò yī màn jìsuànjī),即馮·諾伊曼體系結構計算機 (Von Neumann Architecture Computer),是現代通用計算機的核心設計範式。其核心思想由美籍匈牙利數學家約翰·馮·諾伊曼及其團隊在1945年首次系統提出,并深刻影響了此後幾乎所有計算機的設計。以下從漢英詞典角度詳細解釋其含義與核心特征:
一、術語定義與核心特征 (Definition & Core Characteristics)
-
存儲程式概念 (Stored-Program Concept)
計算機的指令(程式)和數據以二進制形式共同存儲在同一個存儲器中。處理器可像處理數據一樣讀取、修改或執行這些指令。這是區别于早期固定功能計算機的關鍵創新 。
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五大核心部件 (Five Fundamental Components)
- 運算器 (Arithmetic Logic Unit, ALU):執行算術和邏輯運算。
- 控制器 (Control Unit, CU):指揮協調各部件工作,解釋并執行指令。
- 存儲器 (Memory):存儲程式和數據(含指令)。
- 輸入設備 (Input Device):接收外界信息(如鍵盤、鼠标)。
- 輸出設備 (Output Device):向外界傳遞結果(如顯示器、打印機)。
- 控制器與運算器合稱中央處理器(CPU) 。
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順序執行與指令驅動 (Sequential Execution & Instruction-Driven)
控制器通常按順序從存儲器中讀取指令,解碼後控制其他部件執行。程式計數器(PC)跟蹤下一條待執行指令的地址 。
二、工作流程 (Workflow - 馮·諾伊曼循環)
馮·諾伊曼計算機執行程式遵循一個基本循環(Fetch-Decode-Execute Cycle):
- 取指 (Fetch):控制器根據程式計數器(PC)的地址,從存儲器中讀取下一條指令。
- 譯碼 (Decode):控制器解析指令,确定需要執行的操作(如加法、跳轉)和操作數地址。
- 執行 (Execute):控制器向相關部件(如ALU、存儲器)發送控制信號,執行指令操作(如計算、讀寫數據)。
- 更新計數器 (Update PC):程式計數器更新為下一條指令地址(通常是順序+1,除非遇到跳轉指令)。
- 循環:重複步驟1-4,直至程式結束 。
graph LR
A[取指 Fetch] --> B[譯碼 Decode]
B --> C[執行 Execute]
C --> D[更新PC Update PC]
D --> A
三、曆史意義與影響 (Historical Significance & Impact)
- 奠基性貢獻 (Foundational Contribution):馮·諾伊曼體系結構(尤其是存儲程式概念)解決了早期計算機(如ENIAC)需要物理重連線路來改變任務的難題,極大提高了通用性和編程效率 。
- 普適性 (Universality):該結構被證明是構建通用圖靈機的有效物理實現方式,奠定了現代可編程計算機的理論和工程基礎。
- 主導地位 (Dominance):盡管存在非馮·諾伊曼架構(如哈佛架構),但馮·諾伊曼結構因其簡潔性和靈活性,至今仍是個人電腦、服務器等通用計算機的主流設計 。
四、漢英對照關鍵術語 (Key Terms - Chinese/English)
- 諾伊曼計算機 / Von Neumann Computer
- 馮·諾伊曼體系結構 / Von Neumann Architecture
- 存儲程式 / Stored Program
- 中央處理器 (CPU) / Central Processing Unit (CPU)
- 運算器 / Arithmetic Logic Unit (ALU)
- 控制器 / Control Unit (CU)
- 存儲器 / Memory (Storage)
- 輸入設備 / Input Device
- 輸出設備 / Output Device
- 指令 / Instruction
- 數據 / Data
- 程式計數器 (PC) / Program Counter (PC)
- 取指-譯碼-執行循環 / Fetch-Decode-Execute Cycle
權威參考來源 (Authoritative References):
- 馮·諾伊曼原報告 (1945): Von Neumann, J. First Draft of a Report on the EDVAC. 計算機體系結構奠基文獻,清晰闡述了存儲程式概念與體系結構雛形。 [存檔于美國計算機曆史博物館]
- 《計算機組成與設計》: Patterson, D.A., & Hennessy, J.L. Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface. Morgan Kaufmann. 權威教材,詳細講解馮·諾伊曼架構原理與實現。
- IEEE計算機協會: IEEE Computer Society. 對計算機體系結構标準與曆史有權威定義與闡述。
- 大英百科全書: "Von Neumann machine" 條目提供精煉概述與曆史背景。
- ACM數字圖書館: 收錄大量關于馮·諾伊曼架構及其演變的經典論文與綜述。
網絡擴展解釋
諾伊曼計算機(又稱馮·諾依曼計算機)是基于馮·諾依曼提出的“存儲程式”原理設計的計算機體系結構,其核心思想是将程式和數據以二進制形式存儲在同一個存儲器中,并按順序執行指令。以下是詳細解釋:
1.核心原理
- 存儲程式控制:程式指令和數據統一存儲在内存中,計算機工作時自動按地址順序讀取并執行指令。
- 二進制編碼:指令和數據均以二進制形式表示,簡化了硬件設計并提高了處理效率。
2.五大基本組成部分
- 運算器(ALU):執行算術和邏輯運算。
- 控制器(CU):從内存中取指令、解碼并控制其他部件協調工作。
- 存儲器:統一存儲程式和數據,支持按地址訪問。
- 輸入設備:如鍵盤、鼠标,用于接收外部數據。
- 輸出設備:如顯示器、打印機,用于呈現處理結果。
3.關鍵特征
- 順序執行指令:程式指令按存儲順序逐條執行,由控制器統一調度。
- 以存儲器為中心:現代計算機改進早期以運算器為中心的設計,提升了數據吞吐效率。
4.曆史意義與影響
- 馮·諾依曼在1945年提出該模型,奠定了現代計算機的基礎。此前的ENIAC等計算機需手動重設電路,而諾伊曼結構通過存儲程式實現了通用計算能力。
- 當前幾乎所有計算機(包括個人電腦、服務器等)均遵循這一架構,僅在某些專用領域(如量子計算機)存在例外。
5.與現代計算機的關系
- 現代計算機在諾伊曼架構基礎上進行了擴展,例如增加緩存、多核處理器等,但核心原理未變。
如需進一步了解其技術細節或曆史背景,可參考、8、6等來源。
分類
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
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