冯诺依曼体系结构浅析

冯·诺依曼结构计算机（百度解释）

 

美籍匈牙利科学家冯·诺依曼最新提出程序存储的思想，并成功将其运用在计算机的设计之中，根据这一原理制造的计算机被称为冯·诺依曼结构计算机。由于他对现代计算机技术的突出贡献，因此冯·诺依曼又被称为“现代计算机之父”。

 

说到计算机的发展，就不能不提到匈牙利科学家冯诺依曼（曾在德国柏林大学任教）。从20世纪初，物理学和电子学科学家们就在争论制造可以进行数值计算的机器应该采用什么样的结构。人们被十进制这个人类习惯的计数方法所困扰。所以，那时以研制模拟计算机的呼声更为响亮和有力。20世纪30年代中期，匈牙利科学家冯诺依曼大胆地提出，抛弃十进制，采用二进制作为数字计算机的数制基础。同时，他还说预先编制计算程序，然后由计算机来按照人们事前制定的计算顺序来执行数值计算工作。

 

   这幅图并不十分清晰明了，下面会有更加清楚的图片解释~~~~~

 

冯·诺依曼计算机 【von Neumann machine】 使用冯诺依曼体系机构的电子数字计算机。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模板，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进行存储；以运算器和控制器作为计算机结构的中心等。冯诺依曼计算机广泛应用于数据的处理和控制方面，但是存在一定的局限性。

 

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下面就详细介绍一下冯诺依曼体系结构五大硬件单元：https://zhidao.baidu.com/question/151307633.html

 

计算机硬件系统五大部件由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备组成，如下图：

1、控制器 控制器是对输入的指令进行分析，并统一控制计算机的各个部件完成一定任务的部件。它一般由指令寄存器、状态寄存器、指令译码器、时序电路和控制电路组成。是协调指挥计算机各部件工作的元件，其功能是从内存中依次取出命令，产生控制信号，向其他部件发出指令，指挥整个运算过程。控制器是统一指挥、协调其他部件的中枢。

2、运算器 运算器又称算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit简称ALU），是进行算术、逻辑运算的部件。运算器的主要作用是执行各种算术运算和逻辑运算，对数据进行加工处理。控制器、运算器和寄存器等组成硬件系统的核心----中央处理器（Central Processing Unit，简称 CPU）。CPU用大规模集成电路工艺集成在一块芯片上，是计算机系统的核心设备。

3、存储器 存储器是计算机记忆或暂存数据的部件。计算机中的全部信息，包括原始的输入数据。经过初步加工的中间数据以及最后处理完成的有用信息都存放在存储器中。而且，指挥计算机运行的各种程序，即规定对输入数据如何进行加工处理的一系列指令也都存放在存储器中。存储器分为内存储器（简称内存或主存）、外存储器（简称外存或辅存，如硬盘）。内存储器

外存储器

4、输入设备 输入设备是是重要的人机接口，用来接受用户输入的原始数据和程序，并将它们变为计算机能识别的二进制存入到内存中。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、光笔等。

键盘

鼠标

扫描仪

5、输出设备输出设备是输出计算机处理结果的设备，用于将存入在内存中的由计算机处理的结果转变为人们能接受的形式输出。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。

显示器

打印机

 

现在大家应该很清晰了吧~~~~