馮諾伊曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)

馮諾伊曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)

馮·諾伊曼體系結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)，現(xiàn)在大多計(jì)算機(jī)仍是馮·諾伊曼計(jì)算機(jī)的組織結(jié)構(gòu)，只是作了一些改進(jìn)而已，并沒(méi)有從根本上突破馮體系結(jié)構(gòu)的束縛。

馮·諾伊曼也因此被人們稱為“計(jì)算機(jī)之父”。然而由于傳統(tǒng)馮·諾伊曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)天然所具有的局限性，從根本上限制了計(jì)算機(jī)的發(fā)展。

根據(jù)馮·諾伊曼體系結(jié)構(gòu)構(gòu)成的計(jì)算機(jī)，必須具有如下功能：把需要的程序和數(shù)據(jù)送至計(jì)算機(jī)中。必須具有長(zhǎng)期記憶程序、數(shù)據(jù)、中間結(jié)果及最終運(yùn)算結(jié)果的能力。

能夠完成各種算術(shù)、邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)傳送等數(shù)據(jù)加工處理的能力。能夠根據(jù)需要控制程序走向，并能根據(jù)指令控制機(jī)器的各部件協(xié)調(diào)操作。能夠按照要求將處理結(jié)果輸出給用戶。

馮諾伊曼架構(gòu)五大硬件單元

1. 儲(chǔ)存器

用來(lái)存放數(shù)據(jù)和程序。計(jì)算機(jī)中的全部信息，包括原始的輸入數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)初步加工的中間數(shù)據(jù)以及最后處理完成的有用信息都儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中，而且，指揮計(jì)算機(jī)運(yùn)行的各種程序，即規(guī)定對(duì)輸入數(shù)據(jù)如何進(jìn)行加工處理的一系列指令也都存放于存儲(chǔ)器中。存儲(chǔ)器包括內(nèi)存儲(chǔ)器（內(nèi)存）和外存儲(chǔ)器（外存）。

2. 運(yùn)算器

又稱算術(shù)邏輯單元（ALU），主要運(yùn)行算術(shù)運(yùn)算（加、減、乘、除）和邏輯運(yùn)算（與、或、非、異或、比較），并將中間結(jié)果暫存到運(yùn)算器中；

3. 控制器

又稱控制單元（CU），主要用來(lái)控制和指揮程序和數(shù)據(jù)的輸入運(yùn)行以及處理運(yùn)算結(jié)果；主要由指令寄存器、譯碼器、程序計(jì)數(shù)器、操作控制器等組成。

4. 輸入設(shè)備

用來(lái)將人們熟悉的信息形式轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的信息形式，常見(jiàn)的有鍵盤、鼠標(biāo)等；

5. 輸出設(shè)備

可以將計(jì)算器運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)換為人們熟悉的信息形式，如打印機(jī)輸出、顯示器輸出；

由于運(yùn)算器和控制器在邏輯關(guān)系和電路結(jié)構(gòu)上聯(lián)系十分緊密，通常將他們合起來(lái)統(tǒng)稱中央處理器，簡(jiǎn)稱CPU，輸入輸出設(shè)備簡(jiǎn)稱為I/O設(shè)備。ALU和CU是CPU的核心部件，I/O設(shè)備也受CU控制，用來(lái)完成相應(yīng)的輸入輸出操作。
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