計算機的體系與結構
- 馮諾伊曼體系
- 什么是馮諾依曼體系
- 馮諾依曼體系需要的組件
- 馮諾依曼機必須具備的功能
- 馮諾依曼瓶頸
- 現代計算機的結構
馮諾伊曼體系
在早期的計算機，不同的計算機僅包含不同的固定程式用途的程式，如果要改變用途需要重現設計整個電路，工程細節…然后再對計算機的相關配線進行改變，非常麻煩，所以馮諾依曼這個小伙子就提出了馮諾依曼體系這個概念
什么是馮諾依曼體系
即將程式和資料一起存盤的計算機設計概念結構
簡單來說就是
把我們需要的程式存盤起來，然后設計所有程式通用的電路(即能兼容所有可設計的程式的電路)，當我們需要運行某種程式的時候，我們先把這些程式翻譯成電路能夠理解的語言，然后讓通用電路執行相關的邏輯
馮諾依曼體系需要的組件
共有五個必要的組件
存盤器 存盤運行的程式和需要的資料
控制器 即控制我們程式的運行和上下兩個程式的交接......
運算器 負責完成運算的操作
輸入設備 輸入資料
輸出設備 輸出資料
現代計算機從本質上來講都是馮諾依曼機器
馮諾依曼機必須具備的功能
- 能夠把需要的程式和資料送至計算機中(輸入設備完成)
- 能夠長期記憶程式，資料，中間結果及最終運算結果的能力(存盤器實作)
- 具備算數，邏輯運算和資料傳送等資料加工處理的能力(由運算器和控制器實作)
- 能夠按照要求將處理結果輸出給用戶(輸出設備完成)
這是早期的馮諾依曼體系
此時的CPU=運算器+控制器
馮諾依曼瓶頸
然后馮諾依曼體系有一定的問題，即CPU和存盤速率之間的問題無法調和
稱為馮諾依曼瓶頸
現代計算機的結構
即還是在馮諾依曼體系結構基礎上進行修改，主要是為了解決CPU與存盤設備之間的性能差異問題，防止資源浪費
這里把存盤器、運算器、控制器放在一起了
所以我們現在的CPU=運算器+控制器+存盤器
我們這里的存盤器一般是由磁帶或者硬碟組成的更高速的設備
==現代計算機的機構可以理解為以存盤器為核心的結構
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