馮諾依曼體系結構


前言:該知識點很老,但是參加工作很久以后才發現,很多想不通的問題,都是因為沒有想起這個基本體系結構的原因。

一、計算機系統語言

     二、馮·諾依曼理論的要點:

  (1)存儲程序。

  (2)順序執行。

  (3)采用二進制。

三、馮·諾依曼計算機組成部分(五大部分)

  (1)運算器

  (2)控制器

  (3)存儲器

  (4)輸出設備

  (5)輸入設備

四、馮·諾依曼體系結構有以下特點:

  (1)計算機處理的 數據和指令一律用二進制數表示。

  (2)指令和數據不佳區別混合存儲在同一個 存儲器 中(硬盤)

  (3)順序執行程序的每一條指令。(重點是“順序”)

五、馮·諾依曼體系結構的計算機必須具備如下功能:

  (1)把需要的程序和數據送至計算機中(復制)

  (2)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(硬盤)

  (3)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(ALU)

  (4)能夠根據需要控制程序的走向,並能根據指令控制機器的各部件協調操作。

  (5)能夠按照要求將處理的結果輸出給用戶。

六、馮·諾依曼體系工作原理(CPU工作原理)

  程序的執行過程實際上是不斷地取出指令、分析指令、執行指令的過程。馮·諾依曼型計算機從本質上講是采用串行順序處理的工作機制,即使有關數據已經准備好了,也必須逐條執行指令序列,如下圖所示:

  

      具體過程:

  (1)預先把指揮計算機如何進行操作的指令序列(就是程序)和原始數據輸入到計算機內存中(拷貝),每條指令中明確規定了計算機從哪個地址取數,進行什么操作,然后送到什么地方去等步驟。

  (2)計算機在執行時,先從內存中取出第一條指令,通過控制器的譯碼器接收指令的要求,再從存儲器中取出數據進行指定的運算和邏輯操作等,然后再按地址把結果送到內存中,如果需要向硬盤等存儲設備存儲數據,還需要將內存中的該數據存儲到硬盤中。接下來取出第2條指令,在控制器的指揮下完成規定操作,依次進行下去,直到遇到停止指令。

  (3)計算機中基本上有兩股信息在流動,一種是數據,即各種原始數據、中間結果和程序等,另一種信息是控制信息,它控制機器的各種部件執行指令規定的各種操作。

 


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