计算机的体系与结构
冯诺伊曼体系
在早期的计算机,不同的计算机仅包含不同的固定程序用途的程序,如果要改变用途需要重现设计整个电路,工程细节…然后再对计算机的相关配线进行改变,非常麻烦,所以冯诺依曼这个小伙子就提出了冯诺依曼体系这个概念
什么是冯诺依曼体系
即将程序和数据一起存储的计算机设计概念结构
简单来说就是
把我们需要的程序存储起来,然后设计所有程序通用的电路(即能兼容所有可设计的程序的电路),当我们需要运行某种程序的时候,我们先把这些程序翻译成电路能够理解的语言,然后让通用电路执行相关的逻辑
冯诺依曼体系需要的组件
共有五个必要的组件
存储器 存储运行的程序和需要的数据
控制器 即控制我们程序的运行和上下两个程序的交接......
运算器 负责完成运算的操作
输入设备 输入数据
输出设备 输出数据
现代计算机从本质上来讲都是冯诺依曼机器
冯诺依曼机必须具备的功能
- 能够把需要的程序和数据送至计算机中(输入设备完成)
- 能够长期记忆程序,数据,中间结果及最终运算结果的能力(存储器实现)
- 具备算数,逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力(由运算器和控制器实现)
- 能够按照要求将处理结果输出给用户(输出设备完成)这是早期的冯诺依曼体系
此时的CPU=运算器+控制器
冯诺依曼瓶颈
然后冯诺依曼体系有一定的问题,即CPU和存储速率之间的问题无法调和
称为冯诺依曼瓶颈
现代计算机的结构
即还是在冯诺依曼体系结构基础上进行修改,主要是为了解决CPU与存储设备之间的性能差异问题,防止资源浪费这里把存储器、运算器、控制器放在一起了
所以我们现在的CPU=运算器+控制器+存储器
我们这里的存储器一般是由磁带或者硬盘组成的更高速的设备
==现代计算机的机构可以理解为以存储器为核心的结构