冯诺依曼体系

冯诺依曼体系结构

一.冯诺依曼人物简介

冯诺依曼(John von Neumann,1903.12.28——1957.02.08)，美籍匈牙利数学家、计算机科学家、物理学家，是20世纪最重要的数学家之一。在现代计算机、博弈论、核武器和生化武器等领域均有贡献，被后人称之为“现代计算机之父”、“博弈论之父”。冯诺依曼体系的要点是：数字计算机的数制采用二进制，计算机应该按照程序顺序执行。

二.冯诺依曼体系结构图

冯诺依曼体系结构如图，分为五个模块，分别是，输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器，其中运算器和控制器合并成为CPU（中央处理器）

                                 

1. 输入设备（Input unit）：向计算机输入信息的设备。（如：键盘）
2. 输出设备（Output unit）：是将计算机的运算和处理结果转换为任何其他设备能够接收的形式，将进行展示或传输的设备。（如：显示屏，打印机）
3. 运算器（ALU）：是对数据进行处理，基本操作是进行算术运算以及逻辑运算。
4. 控制器（CU）：指挥和协调计算机各部件有条不紊工作的核心部分。其工作方式为从存储器中读取指令、分析指令、确定指令类型并对指令进行译码，产生控制信号去控制各部件完成各种操作。
5. 存储器（memory unit）：存储器分为内存和外存，用来存放计算机中的程序和数据。当计算机在运行时，CPU会将需要运算的程序放到内存里运算，运算完成后CPU再将结果传送出来。外存储器是指除了内存外存储器，例如硬盘、光盘和我们常用的U盘，这种存储器一般在断电后仍然能够保存数据。

三.冯诺依曼结构处理器具有的特点和功能：

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特点：

1. 必须有一个存储器；
2. 必须有一个控制器；
3. 必须有一个运算器，用于完成算术运算和逻辑运算；
4. 必须有输入设备和输出设备，用于进行人机通信。
5. 程序和数据统一存储并在程序控制下自动工作。

功能：

1. 　　把需要的程序和数据送至计算机中。
2. 　　必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力。
3. 　　能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力。
4. 　　能够按照要求将处理结果输出给用户。
5. 　　为了完成上述的功能，计算机必须具备五大基本组成部件。