存儲程序和程序控制的原理

A. 存儲程序和程序控制理論的主要含義是什麼

「存儲程序」原理，將根據特定問題編寫的程序存放在計算機存儲器中，然後按存儲器中的存儲程序的首地址執行程序的第一條指令，以後就按照該程序的規定順序執行其他指令，直至程序結束執行。

程序控制又稱為PLC控制，通過設置參數的方式給變頻器編制電動機轉向、運行頻率和時間的程序段，然後用相應輸入端子控制某程序段的運行，讓變頻器按程序輸出相應頻率的電源，驅動電動機按設置方式運行。

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存儲程序和程序控制原理的要點是，程序輸入到計算機中，存儲在內存儲器中（存儲原理），在運行時，控制器按地址順序取出存放在內存儲器中的指令（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（程序控制）。

理論和實踐證明，無論多復雜的演算法均可通過順序、選擇、循環3種基本控制結構構造出來。每種結構僅有一個入口和出口。由這3種基本結構組成的多層嵌套程序稱為結構化程序。所謂順序結構程序就是指按語句出現的先後順序執行的程序結構，是結構化程序中最簡單的結構。

B. 什麼是計算機」存儲程序，程序控制「的工作原理

現代計算機都是
馮
·諾依曼
（John.Von.Neuman）結構的計算機。它的基本原理是"
存儲程序和程序控制
"；即是說，計算機的工作是在程序的控制下運行，而程序又是預先存儲在計算機內的。更詳細地說就是，要利用計算機完成一項處理任務時，首先要把任務轉換成程序，然後將程序存儲在計算機的（內）存儲器中，並命令計算機從程序的開始位置（某一條指令）開始工作，計算機的工作路線必須按照程序設計的路線進行，自動地執行並完成任務，直到結束的那條指令執行完為止。
這里有幾個問題需要解決：
第一，需要一種工具來描述任務的執行過程。這個工具就是計算機語言。這種語言既要人能理解使用，又要計算機能理解和使用。
第二，需要一種方法能有效地將任務轉換成程序，這就是
"程序設計"。程序設計需要理論，技術，方法和工具，這就是"程序設計方法學"。
第三，需要將程序合理地存儲在計算機系統內，並有效地對它進行管理和執行控制。這就是操作控制或現代的操作系統軟體的職能。
一、計算機指令和指令系統
所謂指令是指能向計算機發出的、能被計算機理解的，使計算機能執行一個最基本操作的命令。
每一條指令包含兩方面的信息，一是表示
"做什麼"的操作信息（用特定的二進制代碼表示），二是表示操作應處理的數據信息（用數據本身或數據在存儲器中的地址表示）。前者稱為"操作碼"（Op
---
Operator
Code），後者稱為"地址碼"（Address
Code）,並有如下圖的指令格式
。
一般計算機包括如下幾類指令：
1）算術運算類。執行加、減、乘、除等算術運算的指令類；
2）邏輯運算類。執行或、與、非、移位、比較等邏輯運算的指令類；
3）傳送類。執行取數、存數、傳送等操作的指令類；
4）程序控制類。執行無條件轉移、條件轉移、調用程序、返回等操作的指令類；
5）輸入/輸出類。執行輸入、輸出、輸入/輸出等實現內存和外部設備之間傳輸信息操作的指令類；
6）其他類指令。執行停機、空操作、等待等操作的指令類；
每一類指令中又包含許多不同功能的指令。如加法指令就有定點加，浮點加，十進制加，直接數加等的不同。作為計算機指令，都是用二進制代碼表示的，可以用八進制或十六進制書寫。假設某種計算機有如下
8條指令碼

C. 馮·諾依曼原理

美籍匈牙利數學家馮·諾依曼於1946年存儲程序原理，把程序本身當作數據來對待，程序和該程序處理的數據用同樣的方式儲存，馮·諾依曼和同事們設計出了一個完整的現代計算機雛形，並確定了存儲程序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，標志著計算機時代的真正開始。 雖然計算機技術發展很快，但「存儲程序原理」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——編寫程序和運行程序。科學家們一直致力於提高程序設計的自動化水平，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復雜的腦力勞動。但不管用戶的開發與使用界面如何演變，「存儲程序原理」沒有變，它仍然是我們理解計算機系統功能與特徵的基礎。