冯诺依曼体系结构

冯诺依曼体系结构

冯·诺依曼 由他提出的最著名的冯诺依曼体系结构，被后世称为“现代计算机之父”。

冯诺依曼体系结构图：

冯诺依曼体系结构图

冯诺依曼体系结构组成部分：

主要由5部分组成：控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备。

1. 控制器：是计算机的神经中枢，指挥计算机中的各个部件自动协调工作。在控制器的控制下，计算机能够自动按照程序设定的步骤进行一系列的操作，以完成特定任务。其中包括：
   • 指令寄存器：存放由存储器取得的指令。
   • 译码器：将指令中的操作码翻译成控制信号。
   • 时序节拍发生器：产生时序脉冲节拍信号，使计算机有节奏、有次序地工作。
   • 操作控制部件：将控制信号组合起来，控制各个部件完成相应的操作。
   • 指令计数器：计算并指出下一条指令的地址。
2. 运算器：计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。运算器的基本操作包括加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑运算，以及移位、比较和传送等操作，亦称算术逻辑部件（ALU）。组成部分：算术逻辑部件（ALU）、累加器、状态寄存器、通用寄存器等组成。
3. 存储器：是许多存储单元的集合，按单元号顺序排列。每个单元有若干二进制位构成，以表示存储单元中存放的数值。用于存储程序和各种数据信息的记忆部件。分为主存储器（简称主存或内存）和辅助存储器（简称辅存或外存），和CPU直接交换信息的是主存。
4. 输入设备：是向计算机输入数据和信息的设备，是计算机与用户或其他设备通信的桥梁，是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。
5. 输出设备：是把计算或处理的结果或中间结果以人能识别的各种形式，如数字、符号、字母等表示出来。常用的有显示器、打印机、绘图仪、影像、语音输出系统等。

控制器和运算器合在一起就是CPU。输入设备与输出设备统称为I/O设备。