冯诺依曼体系结构

冯诺依曼体系结构

冯·诺依曼结构也称普林斯顿结构,是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置,因此程序指令和数据的宽度相同,如英特尔公司的8086中央处理器的程序指令和数据都是16位宽。

数学家冯·诺依曼提出了计算机制造的三个基本原则,即采用二进制逻辑、程序存储执行以及计算机由五个部分组成(运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备),这套理论被称为冯·诺依曼体系结构。

—来源于百度

冯诺依曼体系结构_第1张图片

计算机,都是由一个个的硬件组件组成

  • 输入设备:鼠标,键盘,摄像头,网卡,磁盘等

  • 输出设备显示器,播放器硬件,磁盘,网卡等

    输入输出设备都是外设,有的设备纯是输入,输出,也有的设备既是输入也是输出

  • 运算器:对数据进行计算任务(算术运算,逻辑运算)

  • 控制器:计算硬件流程进行一定的控制

  • 存储器:内存

要想将数据输入到计算机中,就必须要有输入设备,经过计算机一系列的处理之后,还要将结果反馈出来,所以计算机也必须要有输出设备。
冯诺依曼体系结构_第2张图片

那么,当我们的体系结构中有了输入,输出设备和CPU之后,就能正常工作,为什么还需要存储器呢??

首先,CPU的运算速度是非常快的,要远大于外设,那么我们进行输入之后,CPU很快就将问题给解决了,然后传递给输出设备,这个时候又有数据从输入设备进行输出,CPU解决之后,上一次的数据输出设备还没有输出完毕。所以就需要一个速度不是特别快,也不是特别慢的中间物质来进行一个存储。就跟木桶原理很相似,这个桶能装多少水,取决于最低的那个木板,因为外设的速度

将问题输入之后,由存储器来获取内存,然后CPU从存储器中获取要处理的数据,处理完成之后,将数据返回给存储器,再由外设接收,这样,无论什么时候,CPU只从存储器中获取数据,这样就能大大的提高计算机的效率。

这里的存储器指的是内存,不考虑缓存的情况,这里的CPU能且只能对内存进行读写,不能访问外设(输入或输出设备),外设要输入或输出数据,也只能写入内存或者从内存中读取。所有设备都只能直接和内存打交道

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