馮諾伊曼計算機體系結構
馮·諾伊曼體系結構是現代計算機的基礎,現在大多計算機仍是馮·諾伊曼計算機的組織結構,只是作了一些改進而已,并沒有從根本上突破馮體系結構的束縛。
馮·諾伊曼也因此被人們稱為“計算機之父”。然而由于傳統馮·諾伊曼計算機體系結構天然所具有的局限性,從根本上限制了計算機的發展。
根據馮·諾伊曼體系結構構成的計算機,必須具有如下功能:把需要的程序和數據送至計算機中。必須具有長期記憶程序、數據、中間結果及最終運算結果的能力。
能夠完成各種算術、邏輯運算和數據傳送等數據加工處理的能力。能夠根據需要控制程序走向,并能根據指令控制機器的各部件協調操作。能夠按照要求將處理結果輸出給用戶。
馮諾伊曼架構五大硬件單元
1. 儲存器
用來存放數據和程序。計算機中的全部信息,包括原始的輸入數據,經過初步加工的中間數據以及最后處理完成的有用信息都儲存在存儲器中,而且,指揮計算機運行的各種程序,即規定對輸入數據如何進行加工處理的一系列指令也都存放于存儲器中。存儲器包括內存儲器(內存)和外存儲器(外存)。
2. 運算器
又稱算術邏輯單元(ALU),主要運行算術運算(加、減、乘、除)和邏輯運算(與、或、非、異或、比較),并將中間結果暫存到運算器中;
3. 控制器
又稱控制單元(CU),主要用來控制和指揮程序和數據的輸入運行以及處理運算結果;主要由指令寄存器、譯碼器、程序計數器、操作控制器等組成。
4. 輸入設備
用來將人們熟悉的信息形式轉換為計算機能夠識別的信息形式,常見的有鍵盤、鼠標等;
5. 輸出設備
可以將計算器運算結果轉換為人們熟悉的信息形式,如打印機輸出、顯示器輸出;
由于運算器和控制器在邏輯關系和電路結構上聯系十分緊密,通常將他們合起來統稱中央處理器,簡稱CPU,輸入輸出設備簡稱為I/O設備。ALU和CU是CPU的核心部件,I/O設備也受CU控制,用來完成相應的輸入輸出操作。
責任編輯:YYX
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