模拟冯.诺依曼计算机

（值此中秋佳节之际，祝愿天下所有为理想奋斗着、努力着、梦想着的人心想事成）

道指令不但可以模拟图灵机、元胞自动机、神经元、基因等的工作过程，还可以模拟冯.诺依曼计算机，现在要利用道指令编制模拟冯.诺依曼计算机的道程序。

1945年6月，冯•诺依曼提出了在数字计算机内部的存储器中存放程序的概念(Stored Program Concept)，这是所有现代电子计算机的范式，被称为“冯• 诺依曼结构”，按这一结构建造的电脑称为存储程序计算机(Stored Program Computer)，又称为通用计算机。冯•诺依曼计算机主要由运算器、控制器、存储器和输入输出设备组成，它的的特点是：程序以二进制代码的形式存放在存储器中；所有的指令都是由操作码和地址码组成；指令在其存储过程中按照执行的顺序；以运算器和控制器作为计算机结构的中心等（网上资料）。

上述冯•诺依曼的关键在存储指令顺序执行，全并行的道指令要模拟顺序执行的冯•诺依曼模型指令就必须让道指令按顺序执行。这个过程就像齐宣王的吹竽的乐师们一样，奏乐时300个人一起演奏，而换了齐宣王的儿子后，乐师们却要一个一个排队轮流来演奏。让道指令按顺序执行也要乐师们像排队演奏：

首先，对各道指令按顺序进行排队，每个道指令分配一个不同令牌，在每条道指令的激活部分（阳）加入令牌，如：

[sdfsd,sdfsd,sdfsdf][…]…变换为：

[令牌12321，sdfsd,sdfsd,sdfsdf][令牌1，…]…

并且道指令的生成结果部分加入下一条道指令的令牌生成等式，如：

-〉（dfds=23,sdafdsf=’sdfsd’）…. 变换为：

-〉（dfds=23,sdafdsf=’sdfsd’, 令牌2）.

上述转换过程虽然不会很麻烦，但对有大量的道指令的程序还是一个不小的工作量，这种工作应该让机器自动为我们做变换工作。对顺序执行的道指令段，采用“（….）”括号括起来，如：

[wr6u6efsdf,sd567fs23d,sd567fd]<…>（

[]->adfds=758;

[]->adf23ds=709;

[wefsdf,sdfs23d,sdfd]<…>->adf234ds=7890;（if条件表达式）

[]->adfd234s=789;

)

表示：当“（….）”前面的表达式满足时，“（….）”顺序执行，道编译器自动为做上述的变换工作。道指令经过变换后，道cpu也可作如下优化：不用取出全部道指令执行，仅取出当前活动令牌所指的道指令（可以设置活动令牌专用寄存器即指令寄存器），并取出该道指令所要求的数据后，该道指令才开始执行。这样一来，这个道cpu就会退化为平常顺序指令cpu，道指令也就会退化为普通的顺序指令。我们可以再进一步模拟多发射功能、并行运算、指令转移预测等功能，这方面道指令比顺序指令更能胜任。

上述描述了道cpu、道指令转变为平常顺序指令cpu及顺序指令，这个过程是非常明显易懂的，虽然有些无关大碍的细节还必须细化，但已经显示道指令不但能适应未来计算，而且能够满足当前计算的需求。

并行、多核时代已经降临，串行顺序指令已经阻碍了并行、多核的进一步发展，只有开发全并行的道指令技术，并行、多核才会为我们真正带来全新的计算前景。