基本介紹
- 中文名：存儲程式控制
- 外文名：stored program control
- 包括：存儲程式、程式控制
- 理論要點：計算機硬體設備由存儲器
- 存儲程式控制：計算機內在的基本工作原理
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發展
雖然計算機技術發展很快，但存儲程式原理至今仍然是計算機內在的基本工作原理。自計算機誕生的那一天起，這一原理就決定了人們使用計算機的主要方式——編寫程式和運行程式。科學家們一直致力於提高程式設計的自動化水平，改進用戶的操作界面，提供各種開發工具、環境與平台，其目的都是為了讓人們更加方便地使用計算機，可以少編程甚至不編程來使用計算機，因為計算機編程畢竟是一項複雜的腦力勞動。但不管用戶的開發與使用界面如何演變，存儲程式控制原理沒有變，它仍然是我們理解計算機系統功能與特徵的基礎。
20世紀30年代中期，馮·諾依曼大膽的提出，拋棄十進制，採用二進制作為數字計算機的數制基礎。同時，他還說預先編制計算程式，然後由計算機來按照人們事前制定的計算順序來執行數值計算工作。馮·諾依曼和同事們設計出了一個完整的現代計算機雛形，並確定了存儲程式計算機的五大組成部分和基本工作方法。馮·諾依曼的這一設計思想被譽為計算機發展史上的里程碑，標誌著計算機時代的真正開始。馮·諾依曼成功將其理論運用在計算機的設計之中，根據這一原理製造的計算機被稱為馮·諾依曼結構計算機，世界上第一台馮·諾依曼式計算機是吸收了馮·諾依曼設計思想的劍橋大學於1949年研製的EDSAC，由於他對現代計算機技術的突出貢獻，因此馮·諾依曼又被稱為“計算機之父”，存儲程式控制原理又稱馮·諾依曼原理。
工作原理
首先，把程式和數據通過輸入輸出設備送入記憶體。一般的記憶體都是劃分為很多存儲單元，每個存儲單元都有地址編號，這樣按一定順序把程式和數據存起來，而且還把記憶體分為若干個區域，比如有專門存放程式區和專門存放數據的數據區。其次，執行程式，必須從第一條指令開始，以後一條一條地執行。
一般情況下按存放地址號的順序，由小到大依次執行，當遇到條件轉移指令時，才改變執行的順序。每執行一條指令，都要經過三個步驟：第一步，把指令從記憶體中送往解碼器，稱為取指；第二步，解碼器把指令分解成操作碼和運算元，產生相應的各種控制信號送往各電器部件；第三步，執行相應的操作。這一過程是由電子路線來控制，從而實現自動連續的工作。在運行時，控制器按地址順序取出存放在記憶體儲器中的指令（按地址順序訪問指令），然後分析指令，執行指令的功能，遇到轉移指令時，則轉移到轉移地址，再按地址順序訪問指令。
理論要點
存儲程式的思想——把計算過程描述為由許多命令按一定順序組成的程式，然後把程式和數據一起輸入計算機，計算機對已存入的程式和數據處理後，輸出結果。
存儲程式控制的要點是：數字計算機的數制採用二進制；計算機應該按照程式順序執行。
根據存儲程式控制結構構成的計算機，必須具有如下功能：
1、把需要的程式和數據送至計算機中；
2、必須具有長期記憶程式、數據、中間結果及最終運算結果的能力；
3、能夠完成各種算術、邏輯運算和數據傳送等數據加工處理的能力；
4、能夠根據需要控制程式走向，並能根據指令控制機器的各部件協調操作；
5、能夠按照要求將處理結果輸出給用戶。
為了完成上述的功能，計算機必須具備五大基本組成部件，包括：
1、 輸入數據和程式的輸入設備；
2、 記憶程式和數據的存儲器；
3、完成數據加工處理的運算器；
4、控制程式執行的控制器；
5、 輸出處理結果的輸出設備。
