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你好,请简单说下冯·诺依曼计算机系统的基本结构

所在版块: 原创 2017-10-07 10:21 [复制链接] 查看: 2758|回复: 0
这是我在9月底校园招聘上问计算机专业面试者的第一个问题。本以为如此基础的题目对于科班毕业的应届生来说,应该是张嘴就答的。结果出乎我意料,很多同学对此问题表现的一脸懵逼,感觉好像没学过《计算机系统结构》。当然,我并没有因此就直接否定掉一个面试者。只是突然有种感慨,虽然现如今计算机技术如日中天,颠覆了各行各业,极大的改变了人们的生活方式,但是,这台机器的物理结构却依然保持着冯·诺依曼在20世纪30年代中期提出的现代计算机体系结构。
或许有些程序猿会觉得,能写代码就行了,要知道计算机系统的物理结构干嘛?请随便拿一个你画过的程序流程图或者系统架构图,跟冯·诺依曼计算机系统结构图对比一下看看。再想象一下几个程序猿在一起讨论逻辑的场景,是不是在脑子一团乱麻的时候,都会问一个问题:你的输入是什么,输出是什么?

万法归宗,每个学科的高楼大厦,都是在最基础的理论根基上建造的。比如物理学中的牛顿三定律。但是,当我们不停地把这个建筑造得更高更大的时候,切不可忘记其底层的理论基础。因为这个理论根基会制约上层建筑的高度。比如牛顿三定律,其实只适用于宏观低速运动世界,对于高速运动和微观粒子就不适用了。

摩尔定律,这个主导IT行业半个世纪的技术进步趋势,已经开始放缓。并且有科学家认为这个定律即将到头了,道理很简单,一旦技术工艺达到10纳米以下,量子效应就要来干扰了。

未来如果量子计算机代替了电子计算机,计算机专业的理论根基是否会发生巨变呢?或许会吧,但如果量子计算机依然遵循冯·诺依曼体系结构和图灵机计算模型,上层建筑应该不至于崩塌。

都说计算机技术是发展最快的专业之一,但实际上,其发展都是在术的层面,在道的层面,依然是几十年前由冯·诺依曼和图灵那一代人奠定的理论基础。计算机更新换代,从单核到双核,从64k内存到64G内存,手机从小屏幕到大屏幕到没有边框。虽然性能不断提升,交互越来越友好,但其体系结构始终保持冯·诺依曼体系结构没变。这对于计算机专业从业者或许是件好事,至少短期内我们的理论优势依然健在,前提是我们并没有忘记这些理论基础。

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