存储程序控制是什么意思？

存储程序控制是计算机科学中一个核心概念，它指的是将预先编写好的程序和数据存储在计算机的内存中，并通过控制器按照地址顺序取出指令并执行，这一原理由美籍匈牙利科学家冯·诺依曼于1945年提出，奠定了现代计算机体系结构的基础。

存储程序控制的基本原理

存储程序控制的核心思想是将程序和数据一同存储在计算机的内存中，然后通过控制器逐条取出指令并执行，具体步骤如下：

1、程序和数据的输入：将编写好的程序和相关数据通过输入设备送入内存，内存被划分为多个存储单元，每个单元都有唯一的地址编号。

2、指令的执行：控制器从内存中的第一条指令开始，按地址顺序逐条取出指令，每条指令包括操作码和操作数，操作码指明要执行的操作，操作数则是操作的对象。

3、指令的解析与执行：取出的指令被送往译码器，译码器将其分解为操作码和操作数，并根据操作码生成相应的控制信号，这些信号控制计算机的各个部件完成指定的操作。

4、条件转移：在执行过程中，如果遇到条件转移指令（如跳转指令），控制器会根据条件是否满足来决定是否跳转到其他地址继续执行指令。

存储程序控制的优点

1、自动化程度高：存储程序控制使得计算机能够自动地、连续地执行程序，无需人工干预。

2、灵活性强：只需修改程序，即可改变计算机的功能，而不需要改动硬件。

3、效率高：由于指令和数据都存储在内存中，访问速度快，提高了整体运行效率。

存储程序控制的具体实例

以一个简单的加法运算为例，假设有两个数A和B，需要计算它们的和C，程序可以写成如下形式：

MOV A, R1  ; 将A的值存入寄存器R1
MOV B, R2  ; 将B的值存入寄存器R2
ADD R1, R2 ; 将R1和R2中的值相加，结果存入R1
MOV R1, C  ; 将结果存入变量C

这个程序首先将A和B的值分别存入寄存器R1和R2，然后执行加法操作，并将结果存入C，整个过程中，控制器按照地址顺序逐条取出指令并执行，直到完成所有操作。

存储程序控制在现代计算机中的应用

现代计算机普遍采用冯·诺依曼结构，即存储程序控制原理，这种结构包括五大基本组成部分：输入设备、存储器、运算器、控制器和输出设备，存储器不仅用于存放程序，还用于存放数据，这使得计算机能够高效地处理各种任务。

Intel公司的X86微处理器就是一个典型的冯·诺依曼结构计算机，在这种结构中，取指和取操作数在同一总线上进行，通过分时复用的方式实现高效的指令执行。

存储程序控制的发展历程

存储程序控制的概念最早由冯·诺依曼在1945年提出，并在ENIAC计算机的基础上进一步发展，冯·诺依曼的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，随后，剑桥大学的威尔克斯教授研制出了世界上第一台冯·诺依曼式计算机EDSAC，此后，各种基于冯·诺依曼结构的计算机不断涌现，推动了计算机技术的飞速发展。

存储程序控制的局限性与改进

尽管存储程序控制极大地提高了计算机的自动化程度和灵活性，但也存在一些局限性，例如在高速运行时无法同时取指令和取操作数，形成了传输过程的瓶颈，为了克服这些问题，研究人员提出了多种改进方案，如哈佛结构、多级缓存等，以提高计算机的运行效率和性能。

存储程序控制是计算机科学中的一个核心概念，它通过将程序和数据存储在内存中，并由控制器按地址顺序取出指令并执行，实现了计算机的自动化和高效运行，这一原理自提出以来，一直是现代计算机体系结构的基础，对计算机技术的发展产生了深远的影响。