前言
在全球首台计算机ENIAC的研制过程中,作为理论指导的核心计算机科学家、数学家等的冯诺依曼先生,运用他的理论知识—计算机逻辑理论,为这项伟大的发明提供了核心原理与结构等一系列的设计与指导。
要点
1.存储程序
2.五部分组成
3.二进制
冯诺依曼体系结构的浅显理解
1.五大组成部分
(下图引自知乎)
冯诺依曼计算机主要由五大部分组成:运算器(ALU,Arithmetic/Logic Unit)、控制器(Control Unit)、存储器(Memory Unit)、输入设备(Input Device)、输出设备(Output Device),其中运算器和控制器以及一些寄存器构成了中央处理器(CPU,Central Processing Unit)。
a.存储器用来存放数据和指令
b.运算器主要进行算数运算和逻辑运算
c.控制器主要用来控制和指挥程序和数据,以及处理运算结果
d.输入设备诸如键盘,鼠标等
e.输出设备诸如显示器,音响等
2.细化结构图
(下图均来自百度)
图1:简易版
图2:复杂版
其中心为运算器,如图
现代计算机以存储器为核心
3.特点
(1)单处理机结构,以运算器为中心;
(2)采用存储程序思想;
(3)指令和数据一样可以参与运算;
(4) 数据以二进制表示;
(5)将软件和硬件完全分离;
(6) 指令由操作码和操作数组成;
(7)指令顺序执行。
4.工作原理
取指—分析—执行
(1)取指:取指令;
(2)分析:分析指令,即对指令进行译码;
(3)执行:执行指令。
5.缺点
(1)只有一个存储器,指令和数据都存储在其内,当进行运算等操作的时候,极大限制了计算机运行速度;
(2)顺序执行,串行,影响系统执行的速度;
(3)冯·诺依曼体系结构计算机是为运算而诞生的,目前在数值处理方面已经到达较高的速度和精度,而非数值处理应用领域发展缓慢,需要在体系结构方面有重大的突破。(来自百度)