ノイマン型コンピューターの基本的な考え方は何ですか?

フォン ノイマン コンピューターの基本的な考え方は、プログラムとデータがバイナリおよびストアド プログラム制御で表現されるというものです。コンピュータでは、プログラム（命令やデータを含む）は主記憶装置にあらかじめ格納されており、コンピュータがプログラムを実行する際には、自動的かつ継続的に主記憶装置から命令を取り出して実行することができ、データや命令は主記憶装置に格納されます。バイナリ形式でメモリ内にあります。

#この記事の環境：Windows10、Dell G3。

ノイマン型コンピュータの基本的な考え方は、プログラムとデータはバイナリで表現され、ストアド プログラム コントロール (つまり、ストアド プログラムとプログラム コントロール) です。

プログラムとデータはバイナリで表現されます:

プログラムを格納するコンピュータでは、データと命令はバイナリ形式でメモリに格納されます。メモリに保存される内容に関しては、両者に違いはありません。これらはすべて 0 と 1 から構成される符号列ですが、それぞれに合意された意味は異なります。コンピュータが命令を読み取るときは、コンピュータから読み取った情報を命令とみなし、データを読み込むときは、コンピュータから読み取った情報をオペランドとみなします。データと命令はソフトウェアのコンパイル時に区別されているため、通常の状況ではこの 2 つが混同されることはありません。プログラム情報自体も処理の対象となるため、メモリ上に格納されているデータや命令をデータと呼ぶこともあります。たとえば、プログラムに対してコンパイルする場合、ソースプログラムは処理されるオブジェクト。

ストアドプログラム制御とは、ストアドプログラムおよびプログラム制御のことを指し、プログラムはコンピュータに入力され、内部メモリに保存されます(記憶原理)。運転中にコントローラが取り出して記憶します。内部メモリ上の命令（アドレス順に命令にアクセス）、命令を解析し、命令の機能を実行し、転送命令があれば転送アドレスに転送し、その後アドレス順に命令にアクセスします。 (プログラム制御)。

知識の拡大:

フォン ノイマン型コンピューターには、一般に次の 5 つの機能があります。長期記憶プログラムが必要です。データ、中間結果、および最終計算結果を実行する能力、さまざまな算術演算、論理演算、データ送信およびその他のデータ処理を完了できる能力、必要に応じてプログラムの方向を制御できる能力、および協調動作を制御できる能力指示に従って機械のさまざまな部分を操作できること、指示に従うことができること 処理結果をユーザーに出力する必要があります。

ノイマン型コンピュータは基本的に逐次処理の仕組みを採用しており、たとえデータが用意されていても命令列を一つ一つ実行しなければなりません。コンピューターのパフォーマンスを向上させるための基本的な方向性の 1 つは、並列処理です。そこで近年、伝統的なフォン・ノイマン体系の制約を打破する試みがなされており、この努力は非ノイマン化と呼ばれています。いわゆる非ノイマン化についての議論は依然として議論の余地があり、一般に、それは次の 3 つの側面で現れると考えられています。

(1) ノイマン システムの範囲内で、複数の処理コンポーネントを使用してフロー プロセスを形成するなど、従来のノイマン マシンが変換されます。

時間に応じて、オーバーラップにより処理が向上します。別の例としては、処理速度を向上させるために単一の命令ストリームと複数のデータ ストリームを形成するアレイ マシン構造を形成することです。これらの方向性は比較的成熟しており、標準的な構造になっています;

(2) 複数のノイマン マシンを使用してマルチマシン システムを形成し、並列アルゴリズム構造をサポートします。この分野の研究は現在比較的活発です;

(3) ノイマン型マシンの制御フローの駆動方法を根本的に変更します。たとえば、データ フロー駆動の作業モードを採用するデータ フロー コンピューターでは、データの準備ができている限り、関連する命令を並列実行できます。これは、並列処理の新たな展望を開く真の非ノイマン化コンピュータですが、制御の複雑さのため、まだ実験段階にあります。

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