编程是什么(编程是什么-冯诺依曼结构计算机的出现)

由于世界第一台电子计算机ENIAC设计和试运行时出现了各种问题,1945年冯·诺依曼以“关于EDVAC的报告草案”为题,起草了长达101页的总结报告。报告广泛而具体地介绍了制造电子计算机和程序设计的新思想。

EDVAC (Electronic Discrete variable Automatic Computer),中文名称是离散变量自动电子计算机。

EDVAC方案明确奠定了新机器由五个部分组成,包括:运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备,并描述了这五部分的职能和相互关系。

EDVAC方案设计思想之一是二进制,他根据电子元件双稳工作的特点,建议在电子计算机中采用二进制。报告提到了二进制的优点,并预言,二进制的采用将大大简化机器的逻辑线路。

在我们今天的角度来看,冯·诺依曼的方案设计是十分先进的,直到现在我们如今的计算机都是在冯·诺依曼设计的计算机的结构中优化和迭代而来,而计算机的底层仍然还是二进制。

EDVAC的出现

1949年8月EDVAC交付给弹道研究实验室。它使用了大约6000个真空管和12000个二极管,占地45.5平方米,重达7850千克,消耗电力56千瓦。

编程是什么——冯诺依曼结构计算机的出现

EDVAC计算机

EDVAC计算机

EDVAC是二进制串行计算机,所谓串行即计算机同一时间只能运行一条程序,它的硬件具有加减乘的功能,除法需要通过软件程序才能进行计算。

EDVAC计算机执行一条加法指令需要约864微秒,执行乘法指令2900微秒(或2.9毫秒)。 它是使用延迟线存储器(相当于如今计算机的内存),它的容量有1000个44位(bit)的字,按照不严谨的换算大概相当于今天的5.5KB。

它的物理硬件上包括:

一个磁带记录仪(相当于如今电脑的硬盘)

一个连接示波器的控制单元(勉强算是低级版的显示器)

一个分发单元,用于从控制器和内存接受指令,并分发到其他单元

一个运算单元(相当于如今的CPU的运算部分功能)

一个定时器(CPU的时钟,决定CPU的频率)

使用汞延迟线的存储器单元(相当于如今计算机的内存)

编程是什么——冯诺依曼结构计算机的出现

EDVACD的部分零件展示

到1960年,EDVAC每天运行超过20小时,平均8小时无差错时间。EDVAC的硬件不断升级,1953年添加穿孔卡片输入输出;1954年添加额外的磁鼓内存;1958年添加浮点运算单元。

可以说EDVAC是第一台现代意义的通用计算机。和之前的世界上第一台电子计算机ENIAC不同,EDVAC首次使用二进制而不是十进制。它由五个基本部分组成:(1)运算器CA(2)控制器CC(3)存储器M(4)输入装置I(5)输出装置O;

这种体系结构一直延续至今,现在使用的计算机,其基本工作原理仍然是存储程序和程序控制,所以现在一般计算机被称为冯诺依曼结构计算机。鉴于冯诺依曼在发明电子计算机中所起到关键性作用,他被西方人誉为"计算机之父"。

正是EDVAC计算机的出现,使得程序编写成为了可能,由于它的功能一部分是由它设计的时候自带的加减乘,另外一部分功能是通过基础的机械代码1和0编写成的程序,通过打孔卡片载入到计算机的内存当中,在运行的时候进行调用。

但是,由于机械语言就是一堆0和1组成的编码,由于它们太过反自觉,所以晦涩难懂,使得能够进行编程的人至少需要有博士的知识水平才能胜任,而且编写一大堆0和1的机械语言,十分容易出错,而且在一堆0和1当中寻找到其中的错误,也是十分的困难。

最重要的一点,这台计算机的代码移植到其他计算机中,是不能使用的,必须要重新编写,这会导致计算机难以推广,毕竟同一个功能,换一台计算机就需要重新编写,这会耗费太多的人力,而且这个编程还不是一般人能写出来的。

于是,我们需要一种新的编程语言,它需要有以下特点:1.容易掌握。2.能移植到不同的计算机中使用。

欲知后事如何,请在下回分解,编程是什么——汇编语言的出现。

本文来自投稿,不代表本网站立场,未经本站授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品,违者必究。

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注