文章目錄
- 1.馮諾依曼體系結構的由來
- 2.發展背景
- 3.理解馮諾依曼體系結構
- 3.1馮諾依曼體系結構簡圖
- 3.2為什么輸入/出設備的資料，不直接給CPU反而給記憶體
- 3.3為什么程式運行的時候，要加載到記憶體
- 3.4記憶體如何充當快取區的？
- 3.5記憶體是計算機的核心
- 4.在硬體層面上對馮諾依曼結構的理解
1.馮諾依曼體系結構的由來
美籍匈牙利數學家馮·諾伊曼于1946年提出存盤程式原理，把程式本身當作資料來對待，程式和該程式處理的資料用同樣的方式儲存，并確定了存盤程式計算機的五大組成部分和基本作業方法，
馮·諾伊曼理論的要點是：計算機的數制采用二進制；計算機應該按照程式順序執行，人們把馮·諾伊曼的這個理論稱為馮·諾伊曼體系結構，
從ENIAC到當前最先進的計算機都采用的是馮·諾伊曼體系結構，所以馮·諾伊曼是當之無愧的數字計算機之父，
2.發展背景
電子計算機的問世，奠基人是英國科學家艾倫·麥席森·圖靈（Alan M. Turing）和美籍匈牙利科學家馮· 諾伊曼（John Von· Neumann），
圖靈的貢獻是建立了圖靈機的理論模型，奠定了人工智能的基礎，
馮· 諾伊曼則是首先提出了計算機體系結構的設想，
半個多世紀以來，計算機制造技術發生了巨大變化，但馮· 諾伊曼體系結構仍然沿用至今，絕大部分計算機和服務器都遵守馮諾依曼體系結構，人們總是把馮· 諾伊曼稱為“計算機鼻祖”，
3.理解馮諾依曼體系結構
3.1馮諾依曼體系結構簡圖
3.2為什么輸入/出設備的資料，不直接給CPU反而給記憶體
我們看到結構圖中的紅色箭頭，可以得知我們的資料都是先輸入到記憶體之中再傳輸給CPU，而不是直接輸送給CPU，這是為什么呢？
舉個簡單的例子，大家都熟知木桶原理，木桶能裝取的最大容量是由最短的一塊木板決定的，外設的速度和CPU的速度相差得非常之大，如果直接進行資料交換會導致效率十分低下(外設的速度很低，速度不匹配，CPU的閑置時間就會很長)，因此需要記憶體充當快取，來進行資料的處理，下面詳細的解釋一下不同存盤設備的速度和快取問題；
3.3為什么程式運行的時候，要加載到記憶體
對資料進行預加載，將程式快取起來
3.4記憶體如何充當快取區的？
在硬體層面上：
是通過預加載和預寫入來完成的；
比如將程式預加載到記憶體中，將處理完的資料預寫入到記憶體中，舉一個形象的例子：
CPU是一棟房子的主人，記憶體是郵筒，當郵差(外設)送信(資料)的時候，就將信封放入到郵筒內，這就是預加載，當需要寄信的時候，將寫好的信投入到郵筒中等待郵差來收取這就是預寫入；
如果沒有郵筒，主人就需要自己等待郵差不能干別的事情，這樣作業的效率就十分的低下，而有了郵筒之后，就不必再盯著郵筒而可以干其它事情，效率自然高了；
在軟體層面上：
將硬碟資料加載到記憶體，將記憶體中的資料轉移到外設，以及資料的處理時間，資料的傳送位置等，這些作業都是由OS(作業系統)做的；
由上述可知，快取特征是可行的，
3.5記憶體是計算機的核心
4.在硬體層面上對馮諾依曼結構的理解
舉個例子，我們通過QQ和別人聯系，資料是怎么進行傳遞的呢？
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