冯诺依曼体系结构「建议收藏」

冯诺依曼体系结构「建议收藏」目录冯诺依曼体系结构简介数据流向存储分级举例说明数据的流动过程冯诺依曼体系结构简介我们常见的计算机,如笔记本。我们不常见的计算机,如服务器,大部分都遵守冯诺依曼体系。计算机本质上是有输入,并且经过计算机的计算,将结果显示到某种显示输出上,就可以称为计算机。输入单元:键盘,网卡,磁盘,话筒…输出单元:显示器,网卡,磁盘,音响…存储器没有特殊说明一般指的是物理内存。中央处理器(CPU):含有运算器和控制器等运算器在进行运算的时候无外乎两种情况,一种是算术运算,一种逻辑运算。控制器主要能够用来

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冯诺依曼体系结构简介

我们常见的计算机,如笔记本。我们不常见的计算机,如服务器,大部分都遵守冯诺依曼体系。
在这里插入图片描述
计算机本质上是有输入,并且经过计算机的计算,将结果显示到某种显示输出上,就可以称为计算机。
输入单元:键盘,网卡,磁盘,话筒…
输出单元:显示器,网卡,磁盘,音响…
存储器没有特殊说明一般指的是物理内存。
中央处理器(CPU):含有运算器和控制器等
运算器在进行运算的时候无外乎两种情况,一种是算术运算,一种逻辑运算。
控制器主要能够用来进行处理计算机外部的各种控制信号。

数据流向

冯诺依曼体系结构最典型的特征是所有的外设(输入单元和输出单元)产生的数据,必须将数据写入存储器。存储器本身没有计算能力,CPU通过某种方式来访问存储器,将数据读取进CPU内部,CPU进行运算器运算,控制器控制,最终将计算完的结果写回到内存当中。最后将最终的结果显示到显示器当中。
冯诺依曼规定了硬件层面上的数据流向
在这里插入图片描述
结论: 所有的输入设备,将数据输入到存储器当中,必须先到存储器(也就是内存)里面,然后运算器在合适的时候经过控制器控制,把数据加载到cpu内,在cpu内完成计算,将计算结果写回到内存,然后定期将数据刷新到输出设备。

存储分级

为什么在磁盘中编写好的可执行程序,运行的时候,必须先加载到内存?
在这里插入图片描述
上图主存通常指的就是内存,本地存储和网络存储这两个可以称为外设。
离cpu更近的存储的容量更小,速度更快但是成本更高。
离cpu越远的,容量更大,速度更慢,成本更低。
内存离cpu还是相对比较近的,磁盘离cpu相对较远。cpu还是和内存直接打交道不会和外设打交道。根本原因是因为,离cpu太远的外设往往访问的时候速度太慢,速度太慢会拖累cpu的效率。
在数据层面,cpu不和外设打交道,外设只和内存打交道。

举例说明数据的流动过程

你登录上qq开始和某位朋友聊天,发送一句“在吗”。不考虑网络。
通过键盘输入在吗,其中输入设备叫做键盘,键盘输入的数据放到内存里,处理好数据把数据放到cpu里,cpu经过计算写回存储器,存储器将数据定期刷新出去,此时的输出设备叫做网卡。
朋友家的电脑接受数据,此时的输入设备是网卡,网卡收到的数据放到内存里,然后经过cpu运算,把处理完的结果再写回存储器里,存储器定期将数据刷新到输出设备,此时的输出设备是显示器。

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