1.2.2 計算機的工作原理
馮·諾依曼結構計算機采用存儲程序控制方式進行工作。
當我們利用計算機來完成某項工作時,首先需要制定解決問題的方案,然后將其分解為計算機能夠識別且能夠執行的一系列基本操作命令,這些操作命令按照一定順序進行排列,就組成了“程序”。計算機所能識別并能執行的每一條操作命令就稱為一條機器指令,而每條機器指令都規定了計算機要執行的一種基本操作。因此,程序就是完成既定任務的一組指令序列,計算機按照規定的流程,依次執行各條指令,最終完成程序所要實現的目標。
由此可見,計算機的工作方式取決于兩個基本能力:一是存儲程序,二是自動執行程序。計算機是利用內存來存放要執行的程序的,而CPU則依次從內存中取出程序的每條指令,加以分析和執行,直到完成全部指令序列為止。這就是計算機的存儲程序控制方式的工作原理。
另外,計算機不僅能按照指令存儲順序依次讀取并執行指令,還能夠根據指令執行結果進行程序的靈活轉移,這使得計算機具有判斷思維的能力。這一工作機制最初是由美籍匈牙利數學家馮·諾依曼于1945年提出的,因此稱為馮·諾依曼原理。