【计算机系统概论】计算机框架是什么？冯诺依曼架构为什么重要？我们要记住冯·诺依曼架构的什么？

什么是计算机的框架？

计算机的框架（架构）就是计算机工作的基本规则，规定了它如何存储数据、如何执行指令、如何传输信息。可以理解成是计算机的大脑结构，它决定了一台计算机的工作方式。

如果把计算机比作一个工厂，那么架构就像是生产流程，比如：

• 存储区（仓库）：存放数据和指令。
• 控制中心（调度室）：决定接下来做什么。
• 加工车间（计算单元）：执行计算和逻辑处理。
• 运输系统（总线）：负责不同部件之间的信息传输。

冯·诺依曼架构就是计算机最基础的一种“工厂运作方式”，今天大多数计算机仍然在这个基础上运行。

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冯·诺依曼架构为什么重要？

在冯·诺依曼之前，计算机需要手动重新接线或调整硬件才能改变程序，相当于要“改造工厂的机器”才能执行新的任务，非常麻烦！

冯·诺依曼提出了存储程序思想，使得计算机可以像现在这样——
只需要更改存储器中的程序，就能让计算机执行不同的任务！
这就是现代计算机能够通用的关键。

可以简单理解为：
以前的计算机 = 只能做一种事情的机器
冯·诺依曼架构的计算机 = 可以运行不同程序的多功能计算机

如果没有冯·诺依曼架构，我们今天可能没有智能手机、个人电脑，也不会有灵活的软件开发。

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我们要记住冯·诺依曼架构的什么？

在学习计算机时，你需要掌握冯·诺依曼架构的几个核心概念：

1️⃣ 存储程序（Stored Program）

• 程序和数据都存储在存储器里，计算机能执行不同的任务，只要改变存储器中的指令。
• 这让计算机更灵活，不需要物理改动硬件。

2️⃣ 五大组成部分 计算机由 存储器、控制单元、算术逻辑单元（ALU）、输入设备、输出设备 组成：

组件	作用
存储器	存储数据和指令
控制单元（CU）	读取指令，控制整个计算机
算术逻辑单元（ALU）	执行计算和逻辑判断
输入设备	键盘、鼠标等，用于输入数据
输出设备	屏幕、打印机等，用于显示结果

3️⃣ 顺序执行（Sequential Execution）

• 计算机按照取指令 → 译码 → 执行的流程，一步步执行程序。
• 但是可以通过跳转指令改变执行顺序（比如循环、条件判断）。

4️⃣ 冯·诺依曼瓶颈

• 指令和数据共用存储器，导致 CPU 需要等待数据的传输，影响速度。
• 现代计算机用 缓存、流水线 等方法来优化这个问题。

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总结：冯·诺依曼架构的核心

✔ 存储程序：程序像数据一样存储在内存中，计算机可以执行不同的任务。
✔ 五大部分：存储器、控制单元、ALU、输入设备、输出设备。
✔ 指令执行流程：计算机按照 取指 → 译码 → 执行 的顺序工作。
✔ 冯·诺依曼瓶颈：数据和指令共享存储器，可能导致速度受限。

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你可以把冯·诺依曼架构想象成计算机的“基础设计图”，它定义了计算机如何运作。虽然现代计算机有很多优化（比如缓存、流水线、并行处理），但本质上还是基于这个架构。