馮·諾依曼體系結構理解


馮·諾依曼體系結構理解

是什么?

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輸入設備(Input):鍵盤鼠標攝像頭掃描儀光筆,手寫輸入板,游戲桿,語音輸入裝置

輸出設備(Output): 用於接收計算機數據的輸出顯示、打印、聲音、控制外圍設備操作. 常見的輸出設備有顯示器、打印機、繪圖儀、影像輸出系統、語音輸出系統、磁記錄設備等。

存儲器:

1)存儲器的使用類型可分為只讀存儲器(ROM)和隨機存取存儲器(RAM)

2)存儲器是用來存儲程序和各種數據信息的記憶部件。存儲器可分為主存儲器(簡稱主存或內存)和輔助存儲器(簡稱輔存或外存)兩大類。和CPU直接交換信息的是主存。

運算器:arithmetic unit,計算機中執行各種算術和邏輯運算操作的部件。運算器的基本操作包括加、減、乘、除四則運算,與、或、非、異或等邏輯操作,以及移位、比較和傳送等操作,亦稱算術邏輯部件(ALU)。

控制器:發布命令的“決策機構”,即完成協調和指揮整個計算機系統的操作。

2類:

1)組合邏輯控制器: 設計麻煩,結構復雜,一旦設計完成,就不能再修改或擴充,但它的速度快。

2)微程序控制器設計方便,結構簡單,修改或擴充都方便,修改一條機器指令的功能,只需重編所對應的微程序;要增加一條機器指令,只需在控制存儲器中增加一段微程序,但是,它是通過執行一段微程。

數據流:一組有序,有起點和終點的字節的數據序列。包括輸入流和輸出流。 Or 只能被讀取一次或少數幾次的點的有序序列”; 地質測量、氣象、天文觀測等方面的數據; 互聯網(網絡流量監控,點擊流)和無線通信網(通話記錄)產生的數據

指令流:操作過程中涉及到的信息流動。作用:控制傳輸,讀寫等各種操作

在Flynn分類法中,M.J.Flynn提出了下面幾個定義:
指令流——機器執行的指令序列
數據流——由指令流調用的數據序列,包括輸入數據和中間結果

控制流:按一定的順序排列程序元素來決定程序執行的順序; 順序結構是一系列順序執行的有序幀集合。順序結構順序執行幀0,然后是幀1、幀2,直到最后一個幀。只有最后一個幀執行完畢,數據才會離開結構。

控制器是統一指揮和控制計算機各部件的中央機構。它從存儲器順序取出指令,安排操作順序,並向各部件發出相應命令,使它們按部就班地執行程序所規定的任務。

馮·諾依曼提出制造計算機的三個基本理論:

  1. 數字計算機的數制采用二進制;
  2. 計算機采用存儲程序方式;事先將程序(指令和數據)放入主存儲器中,因此計算機在運行程序時就能自動並且連續地從存儲器中依次取出指令並執行;
  3. 計算機必須具備五大基本組成部件,包括:輸人數據和程序的輸入設備、記憶程序和數據的存儲器、完成數據加工處理的運算器、控制程序執行的控制器、輸出處理結果的輸出設備。


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