Понимание концепции и примеров хранимой программы фон Неймана

Концепция хранимой программы фон Неймана, также известная как архитектура фон Неймана, является фундаментальной концепцией компьютерной архитектуры, которая составляет основу современных компьютерных систем. Это относится к идее хранения программных инструкций и данных в одной и той же памяти, что позволяет компьютеру манипулировать и выполнять инструкции как данные.

В архитектуре фон Неймана память компьютера разделена на две основные части: память инструкций и память данных. Память инструкций хранит программные инструкции, которые выбираются одна за другой и выполняются процессором компьютера. Память данных, с другой стороны, хранит данные, с которыми работают инструкции.

Вот простой пример на Python, иллюстрирующий концепцию хранимой программы:

# Define a simple program
program = [
    "LOAD 5",      # Load the value 5 into a register
    "ADD 3",       # Add 3 to the value in the register
    "STORE result" # Store the result in a memory location called "result"
]
# Create a memory to store the program and data
memory = {
    "result": 0   # Initialize the memory location for the result
}
# Create a program counter to keep track of the current instruction
program_counter = 0
# Fetch and execute instructions until the end of the program
while program_counter < len(program):
    instruction = program[program_counter]
    # Split the instruction into the operation and operand
    operation, operand = instruction.split()
    # Execute the instruction based on the operation
    if operation == "LOAD":
        register = int(operand)
    elif operation == "ADD":
        register += int(operand)
    elif operation == "STORE":
        memory[operand] = register
    # Move to the next instruction
    program_counter += 1
# Print the final result
print("Result:", memory["result"])

В этом примере демонстрируется простая программа, которая загружает значение, добавляет к нему константу и сохраняет результат в памяти. Инструкции программы и данные хранятся в одной и той же памяти, а процессор последовательно извлекает и выполняет инструкции.