计算机存储原理

‘壹’ 计算机存储程序工作原理

计算机存储原理
计算机存储原理[转载]
1 电唱机、电话、电脑——谈谈模拟信号
2 数字信号
3 I/O设备，存储器、处理器
“原理”一词，似乎总是代表艰深难度，另外还多少有些“太过理论，脱离实际”的意味。对于计算机，它的原理还偏向于硬件。基于这些，我们需要明白，在真正开始学习编程之前，我们有何必要学习一些计算机原理呢？
在大学里，计算机系有专门的一门《计算机原理》课，计算机原理的内容并不出现在计算机语言的课中。或许是这个原因，许多面向社会人员（非专业人士）的计算机编程书籍同样不讲计算机原理。这容易造成学习者也许上手很快，但学到一定程度后就难以有较深入的发展。我想，这是因为“底气不足”。
如上面提到的，计算机原理是完整的一门课，我们此处只用一章的时间阐述，所以我们必须讲最本质的原理。
1 电唱机、电话、电脑——谈谈模拟信号 要了解电脑的原理，不妨举一些我们早已熟悉的其它电器的例子，看看它们的原理。假如你第一次看到一台会能说会唱的电脑，你可能会感到新奇，但事实上，别忘了，从CD机到带式的随机听，它们都没有生命却“记下”然后“说出”声音。事实上它们运行的原理，在本质和电脑完全一致，只不过由于我们太过熟悉，所以就认为它们没有什么了不起。其实，你能说出电唱机为什么能唱吗？
原始的电唱机会发唱的原理：
一张盘，表面涂一层石蜡。取一根针，针尖正好接触蜡面，针上顶一张薄膜。让帕瓦罗蒂在不远处冲着这张膜唱《我的太阳》。另有一人在老帕高歌时均速地旋转蜡盘。于是，歌声高低不同，薄膜向下压的幅度也不同，针在蜡上刻的深浅便不同，这样，就将人的声音最终以蜡上划痕的深浅记录下来。将蜡盘固化，在一套反方向的装置上：盘转，顶针上下高底不同地拉动一张膜，那张膜就会有模有样地唱《我的太阳》了。
再来看看电话的原理：
话筒内有一堆碳粉，碳粉内埋一导线，碳粉盖一张膜。同样，当你对话筒大喊大叫时，膜对碳粉造成忽紧忽松的压力，碳粉之间时紧时松，引起其电阻的大小变化，最终忽大忽小的电流传到对话的听筒。听筒内有一电磁铁随电脑大小而磁性不同，它对埋有金属丝薄膜时吸时放，薄膜便发出了你的声音。
你我都已经永远地失去了发明的电唱机或电话的机会了……伟大的先驱们是那么的聪明，懂得将一种不便于存储，不便于传播的信号转换为另一种便于存储，便于传播的信号，从而有了伟大的发明。
电脑（计算机）要管理各种信息，首先它必须能存储，传载这些信息，所以，在这一点上，它的本质和电唱机或电话没有区别，必须实现各种信息以某种方法，转换为另一种信息。
这就是计算机的第一条本质原理：将各类信息以某种信号进行存储。
好极了，现在，我们已经是了解计算机本质之一的人，从今天起，当我们再听到有菜鸟在说硬盘时，你大可对其怒喝：“成天就知道‘酷鱼大脚西部数据’！不管是什么牌子，也不管是硬是软是光，它们都是计算机将外界信息以磁或者激光信号的形式进行存储的介质，懂不？看你真像个中关村的电脑贩子！”（如果对方体积俨然在你的1.5倍以上，最后一句可以不说）
2 数字信号 “数字”——digit。
无论我说中文还是英文的，除了刚巧学完0~9的小学低年级学生外，20和21世纪内出生的人都知道我是在说一个时髦词。
这个“数字”所代表的，是“模拟”的反面。
电视，我们要数字的（尽管据说在中国并没有数字信号的电视节目）；
手机，当然是数字的，前阵子中国电信已彻底地向采用模拟信号的蜂窝说bye-bye； 相机，数码的。（数码就是数字）
空调，数控的（空调吹不出数字的风，但它说，我这风是在数字信号的控制下吹出来的，当然就白里透红与众不同）。
计算机系统中，键盘，鼠标，扫描仪，数码相机等，可称为输入(Input)设备。
显示器，打印机，称为输出(Output)设备。
这二者统称为输入输出设备，也就是计算机英文中常见的那个缩写：IO或I/O。
输入设备用来做什么？用来向计算机输入信息，这过程便有非常多的“模拟->数字”
转换器。而输出设备，则将处理后的的信息以合适的格式输出（一般是为了输出给人看）。
下面我们用我们最熟悉不过的鼠标来说明。
第一，鼠标的输入端是什么呢？
答：是我们手里握着的那个类似老鼠的东西。
第二，鼠标的输入端要处理的是什么信息呢（换一种问法是：鼠标要输入什么信息）？
答：是我们胳膊肘的来回挪动（这里暂不说单击，双击等）。可别说胳膊肘的动作不是信息——那样说可真外行——包括挪动的方向，距离，速度等。
第三，胳膊肘的动作是“模拟信号”还是“数字信号”呢？
答：只要你的手是肉长的，那么就只能是模拟信号。

第四，
胳膊肘的动作是如何被采集，
又如何传输入进电脑，又如何被处理，
又如何变成
一个光标在屏幕上跑来跑去，有时候还会变成一只小手……

答：
@
#
￥

%
#
?
!
关于鼠标的具体工作过程已经不是我能回答的了，
也不是我们要学习的内容。
不过如你
很穷，
和我一样用的是
10
来块的机械式鼠标，
那么恭喜你，
你可以亲自
“解剖”
一下鼠标，
观察鼠标里头的“模数转换器”。方法是把鼠标背过来，揭掉合格证（提醒，揭掉后你的鼠
标可能无法保修了），拧掉螺丝，打开上盖，会发现内有滚轮，水平向滚轴，垂直向滚轴，
辅助压轮各一，组成一套采集设置，看看你就明白它们是如何配合工作，完成采集你胳膊肘
的挪动的信息了。最后在合上盖时，顺便将滚轴上的积泥刮掉，它们严重影响数据采集的精度。
说完存储设备和I/O设备，重要人物也要该出场了。它就是电脑的心脏：CPU。
CPU何许人也？
Central Processor Unit。即：中央处理器。中央并不是说它正好在机箱内正中间，而是说它是核心人物，其实你显卡声卡等也有芯片在处理一些数据。
但大都数数据，比如鼠标采集到信息后，便需要送到CPU中进行复杂的计算，最终才能输出。
CPU便是这样一个人物，它要处理几乎所有计算系统中的数据。它的重要性得就像是
大脑之于人体。把它说成是心脏真是个混淆视听的比喻。
CPU又是如何处理数据的呢？大千世界中的数据（当我们偏向于专业时，我们就将信
息说成是数据）各类各样，极其复杂；同样的，对种种数据的处理也相当复杂。比如给你一
个苹果你的处理是吃掉，而女友把她的手给你时她的意思是要你牵着，如果你把后者等同于
前者进行同样的处理……后果……
Intel或AMD生产的CPU如何先进，终究是个东西，怎能自已决定如何处理各种数据呢？
有数据：钢板拴着一个螺丝钉，
有处理数据的能力：工具箱中一把螺丝刀。
一只狗和一只猪从二者前面走过，它们不知用后者把前者拧下。
因为马克思说了，只有人类才会制造和利用工具。
CPU也只是一个工具。尽管它有处理各数据的能力，但必须由人来控制它：什么时候，什么方法，计算什么样的数据。这样的工具并不仅有CPU，早在你我童年时爱不释手的，会自已摇摆走路的玩具小鸭内，那个发条就是这种工具。通过既定的设计，发条具有把人拧紧的能量存储，然后释放，一点点控制其它齿轮，小鸭的脚，最终让玩具小鸭如人所愿地走。 发条处理数据的动作很简单，只须一点展开就行。但是如果没有人事先将其拧紧，它一样动不了。CPU要处理的数据复杂，处理的方法更复杂。同样，必须有人事先将计算机处理数据的方法存储在上述的存储器上，在要开始处理时，装上这些方法，然后开始执行。
一切重要概念至此呼之欲出：
人不是普通的人，是伟大的程序员（当然当然，各行各业除了中国电信以外的从事者都很伟大）；
计算机处理数据的方法，便是：程序！程序！！程序！！

‘贰’ 计算机的存储程序工作原理是什么

以下是我抄的， 把流程图搞定就可以

计算机的基本原理是:

存储程序和程序控制。

预先要把指挥计算机如何进行操作的指令序列(称为程序)和原始数据通过输入设备输送到计算机内存贮器中。

每一条指令中明确规定了计算机从哪个地址取数，进行什么操作，然后送到什么地址去等步骤。

1计算机在运行时，先从内存中取出第一条指令，通过控制器的译码，按指令的要求，从存储器中取出数据进行指定的运算和逻辑操作等加工，然后再按地址把结果送到内存中去。

2接下来，再取出第二条指令，在控制器的指挥下完成规定操作。依此进行下去。直至遇到停止指令。

3程序与数据一样存贮，按程序编排的顺序，一步一步地取出指令，自动地完成指令规定的操作是计算机最基本的工作原理。

4这一原理最初是由美籍匈牙利数学家冯.诺依曼于1945年提出来的，故称为冯.诺依曼原理。

向左转|向右转

计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。美藉匈牙利科学家冯·诺依曼(John von Neumann)奠定了现代计算机的基本结构，这一结构又称冯·诺依曼结构，其特点是:

1)使用单一的处理部件来完成计算、存储以及通信的工作。

2)存储单元是定长的线性组织。

3)存储空间的单元是直接寻址的。

4)使用低级机器语言，指令通过操作码来完成简单的操作。

5)对计算进行集中的顺序控制。

6)计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大部件组成并规定了它们的基本功能。

7)采用二进制形式表示数据和指令。

8)在执行程序和处理数据时必须将程序和数据从外存储器装入主存储器中，然后才能使计算机在工作时能够自动调整地从存储器中取出指令并加以执行。

‘叁’ 电脑储存是什么原理

存储器（Memory）是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。其概念很广，有很多层次，在数字系统中，只要能保存二进制数据的都可以是存储器；在集成电路中，一个没有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器，如RAM、FIFO等；在系统中，具有实物形式的存储设备也叫存储器，如内存条、TF卡等。计算机中全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。有了存储器，计算机才有记忆功能，才能保证正常工作。计算机中的存储器按用途存储器可分为主存储器（内存）和辅助存储器（外存）,也有分为外部存储器和内部存储器的分类方法。外存通常是磁性介质或光盘等，能长期保存信息。内存指主板上的存储部件，用来存放当前正在执行的数据和程序，但仅用于暂时存放程序和数据，关闭电源或断电，数据会丢失。
存储器的主要功能是存储程序和各种
数据，并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。存储器是具有“记忆”功能的设备，它采用具有两种稳定状态的物理器件来存储信息。这些器件也称为记忆元件。在计算机中采用只有两个数码“0”和“1”的二进制来表示数据。记忆元件的两种稳定状态分别表示为“0”和“1”。日常使用的十进制数必须转换成等值的二进制数才能存入存储器中。计算机中处理的各种字符，例如英文字母、运算符号等，也要转换成二进制代码才能存储和操作。
这里只介绍动态存储器的工作原理。
动态存储器每片只有一条输入数据线，而地址引脚只有8条。为了形成64K地址，必须在系统地址总线和芯片地址引线之间专门设计一个地址形成电路。使系统地址总线信号能分时地加到8个地址的引脚上，借助芯片内部的行锁存器、列锁存器和译码电路选定芯片内的存储单元，锁存信号也靠着外部地址电路产生。
当要从DRAM芯片中读出数据时，CPU首先将行地址加在A0-A7上，而后送出RAS锁存信号，该信号的下降沿将地址锁存在芯片内部。接着将列地址加到芯片的A0-A7上，再送CAS锁存信号，也是在信号的下降沿将列地址锁存在芯片内部。然后保持WE=1，则在CAS有效期间数据输出并保持。
当需要把数据写入芯片时，行列地址先后将RAS和CAS锁存在芯片内部，然后，WE有效，加上要写入的数据，则将该数据写入选中的存贮单元。
由于电容不可能长期保持电荷不变，必须定时对动态存储电路的各存储单元执行重读操作，以保持电荷稳定，这个过程称为动态存储器刷新。PC/XT机中DRAM的刷新是利用DMA实现的。首先应用可编程定时器8253的计数器1，每隔1⒌12μs产生一次DMA请求，该请求加在DMA控制器的0通道上。当DMA控制器0通道的请求得到响应时，DMA控制器送出到刷新地址信号，对动态存储器执行读操作，每读一次刷新一行。

详情参考：网络，存储器词条

‘肆’ 计算机的存储原理

买台电脑自己在家练最好，同时多读些入门书籍，比如《操作系统》，《计算机组成原理》,《计算机应用基础》。同时根据自己的能力，到图书馆购买专业书籍，祝你学习愉快。

‘伍’ 计算机的存储程序工作原理是什么

存储程序概念的基本原理。
计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。美藉匈牙利科学家冯·诺依曼结构（John
von
Neumann）奠定了现代计算机的基本结构，其特点是：
1）使用单一的处理部件来完成计算、存储以及通信的工作。
2）存储单元是定长的线性组织。
3）存储空间的单元是直接寻址的。
4）使用低级机器语言，指令通过操作码来完成简单的操作。
5）对计算进行集中的顺序控制。
6）计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大部件组成并规定了它们的基本功能。
7）彩二进制形式表示数据和指令。
8）在执行程序和处理数据时必须将程序和数据道德从外存储器装入主存储器中，然后才能使计算机在工作时能够自动调整地从存储器中取出指令并加以执行。
这就是存储程序概念的基本原理。
谢谢采纳！！

‘陆’ 根据“存储程序”的工作原理,说明计算机的工作过程

“存储程序”原理，是将根据特定问题编写的程序存放在计算机存储器中，然后按存储器中的存储程序的首地址执行程序的第一条指令，以后就按照该程序的规定顺序执行其他指令，直至程序结束执行。
1945年，美藉匈牙利科学家冯·诺依曼（J.Von Neumann）提出的，是现代计算机的理 存储程序
论基础。现代计算机已经发展到第四代，但仍遵循着这个原理。 存储程序和程序控制原理的要点是，程序输入到计算机中，存储在内存储器中（存储原理），在运行时，控制器按地址顺序取出存放在内存储器中的指令（按地址顺序访问指令），然后分析指令，执行指令的功能，遇到转移指令时，则转移到转移地址，再按地址顺序访问指令（程序控制）。
编辑本段技术特点
计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。冯·诺依曼结构（John von Neumann）也就是存储程序奠定了现代计算机的基本结构，其特点是： 1）使用单一的处理部件来完成计算、存储以及通信的工作。 2）存储单元是定长的线性组织。 3）存储空间的单元是直接寻址的。 4）使用低级机器语言，指令通过操作码来完成简单的操作。 5）对计算进行集中的顺序控制。 6）计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大部件组成并规定了它们的基本功能。 7）彩二进制形式表示数据和指令。 8）在执行程序和处理数据时必须将程序和数据道德从外存储器装入主存储器中，然后才能使计算机在工作时能够自动调整地从存储器中取出指令并加以执行。
编辑本段发展历程
“电子计算机之父”的桂冠，被戴在数学家 冯·诺依曼（J.Von Neumann）头上， 而不是ENIAC的两位实际研究者，这是因为冯·诺依曼提出了现代电脑的体系结构。 1944年夏，戈德斯坦在阿贝丁车站等候去费城的火车，偶然邂逅数学家冯·诺依曼教授。戈德斯坦告诉他莫尔学院的电子计算机项目。
开始研究
从1940年起，冯·诺依曼就是阿贝丁试炮场的顾问。他向戈德斯坦表示，希望亲自到莫尔学院看看那台正在研制之中的机器。从此，冯· 诺依曼成为了莫尔小组的实际顾问，与小组成员频繁地交换意见。年轻人机敏地提出各种设想，冯·诺依曼则运用他渊博的学识，把讨论引向深入，并逐步形成电子计算机的系统 设计思想。 在ENIAC尚未投入运行前， 冯·诺依曼就看出这台机器致命的缺陷，主要弊端是程序 与计算两分离。程序指令存放在机器的外部电路里，需要计算某个题目，必须首先用人工 接通数百条线路，需要几十人干好几天之后，才可进行几分钟运算。 冯·诺依曼决定起草一份新的设计报告，对电子计算机进行脱胎换骨的改造。他把新 机器的方案命名为“离散变量自动电子计算机”，英文缩写是“EDVAC”。 1945年6月，冯 ·诺依曼与戈德斯坦、勃克斯等人，联名发表了一篇长达101页纸的报告，即计算机史上着名的“101页报告”，直到今天，仍然被认为是现代电脑科学发展里程碑式的文献。报告明确规定出计算机的五大部件，并用二进制替代十进制运算。EDVAC方案的革命意义在 于“存储程序”，以便电脑自动依次执行指令。人们后来把这种“存储程序”体系结构的 机器统称为“诺依曼机”。由于种种原因，莫尔小组发生令人痛惜的分裂，EDVAC机器无法被立即研制。1946年6月， 冯·诺依曼和戈德斯坦、 勃克斯回到普林斯顿大学高级研究院，先期完成了另一台 ISA电子计算机（ISA是高级研究院的英文缩写），普林斯顿大学也成为电子计算机的研究中心。
宣告完成
直到1951年，在极端保密情况下，冯·诺依曼主持的EDVAC计算机才宣告完成，它不仅可应用于科学计算，而且可用于信息检索等领域，主要缘于“存储程序”的威力。 EDVAC只用了3563只电子管和1万只晶体二极管，以1024个44比特水银延迟线来储存程序和 数据，消耗电力和占地面积只有ENIAC的1/3。 最早问世的内储程序式计算机既不是ISA，也不是EDVAC，英国剑桥大学威尔克斯（M.Wilkes）教授，抢在冯·诺依曼之前捷足先登。 威尔克斯1946年曾到宾夕法尼亚大学参加冯·诺依曼主持的培训班，完全接受了冯· 诺依曼内储程序的设计思想。回国后，他立即抓紧时间，主持新型电脑的研制，并于1949 年5月，制成了一台由3000只电子管为主要元件的计算机，命名为“EDSAC”（电子储存程序计算机）。威尔克斯后来还摘取了1967年度计算机世界最高奖——“图林奖”。
荣誉
在冯·诺依曼研制ISA电脑的期间，美国涌现了一批按照普林斯顿大学提供的ISA照片 结构复制的计算机。 如:洛斯阿拉莫斯国家实验室研制的MANIAC，伊利诺斯大学制造的 ILLAC。雷明顿·兰德公司科学家沃尔（W. Ware）甚至不顾冯·诺依曼的反对，把他研制 的机器命名为JOHNIAC（“约翰尼克” ，“约翰”即冯·诺依曼的名字）。冯·诺依曼的大名已经成为现代电脑的代名词，1994年，沃尔被授予计算机科学先驱奖，而冯·诺依曼本人则被追授予美国国家基础科学奖。
编辑本段主要成果
“英国剑桥大学威尔克斯（M.Wilkes）研制的EDSAC”（电子储存程序计算机）。 洛斯阿拉莫斯国家实验室研制的MANIAC。 伊利诺斯大学制造的 ILLAC。雷明顿·兰德公司科学家沃尔（W. Ware）研制的机器JOHNIAC 以及早期的微处理器大多采用冯诺依曼结构，典型代表是Intel公司的X86微处理器。取指和去操作数都在同一总线上，通过分时服用的方式进行的。缺点是在高速运行时，不能达到同时取指令和取操作数，从而形成了传输过程的瓶颈。

‘柒’ 计算机存储原理的提出者到底是谁

冯·诺依曼
计算机存储程序原理由美籍匈牙利数学家冯·诺依曼于1946年提出的，把程序本身当作数据来对待，程序和该程序处理的数据用同样的方式储存，这正是治愈“神童”ENIAC健忘症的良方。冯·诺依曼和同事们依据此原理设计出了一个完整的现代计算机雏形，并确定了存储程序计算机的五大组成部分和基本工作方法。冯·诺依曼的这一设计思想被誉为计算机发展史上的里程碑，标志着计算机时代的真正开始。
-供参考

‘捌’ 计算机存储程序原理的含义

计算机的基本原理：存储程序控制原理。
该原理的特点是：(1):在执行程序和处理数据时必需将程序和数据装入存储器中，然后才能使计算机在工作时能够自动地从存储器中取出指令并加以执行。
(2):用二进制形式表示数据和指令。
(3):对计算进行集中的顺序控制。
(4):计算机系统由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备等5大部件组成。
冯·诺依曼“存储程序”工作原理的核心包含两层含义：首先，将编写好的程序和原始的数据存储在计算机的存储器中，即“存储程序”；其次，计算机按照存储的程序逐条取出指令加以分析，并执行指令所规定的操作，即“程序控制”。

‘玖’ 计算机所具有的储存程序和程序原理是谁提出的

是“计算机之父”冯.诺依曼。

冯·诺依曼计算机存储程序原理

由美籍匈牙利数学家冯·诺依曼于1946年提出的，把程序本身当作数据来对待，程序和该程序处理的数据用同样的方式储存，这正是治愈“神童”ENIAC健忘症的良方。冯·诺依曼和同事们依据此原理设计出了一个完整的现代计算机雏形，并确定了存储程序计算机的五大组成部分和基本工作方法。冯·诺依曼的这一设计思想被誉为计算机发展史上的里程碑，标志着计算机时代的真正开始。
虽然计算机技术发展很快，但“存储程序原理”至今仍然是计算机内在的基本工作原理。自计算机诞生的那一天起，这一原理就决定了人们使用计算机的主要方式——编写程序和运行程序。科学家们一直致力于提高程序设计的自动化水平，改进用户的操作界面，提供各种开发工具、环境与平台，其目的都是为了让人们更加方便地使用计算机，可以少编程甚至不编程来使用计算机，因为计算机编程毕竟是一项复杂的脑力劳动。但不管用户的开发与使用界面如何演变，“存储程序原理”没有变，它仍然是我们理解计算机系统功能与特征的基础。
EDSAC于1949年5月建成，它是世界上第一台真正实现内部存储程序的电子计算机，其中凝集着冯·诺依曼等人设想，也是后来所有电脑的真正原型和范本。