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冯诺依曼体系结构
2022-07-06 09:29:00 【My71】
知识点
- 冯诺依曼体系结构对 硬件的组成部分和软件的执行方法 两部分做了规定。
- 计算机的五大硬件(冯诺依曼):运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。
- 运算器和控制器统称为 中央处理单元 CPU 计算机的核心、大脑。
- 程序 = 数据 + 方法,程序是由 CPU 执行的。
运算器
只能进行加法运算。
控制器
分配运算器的工作。
存储器
- 存储器要符合一下两点
- 能存放数据。
- 存储空间内的程序能直接被运算器调用。
- 硬盘、U盘不属于存储器,不符合第二点,它属于外部存储器,也属于输入输出设备。
- 内存就是存储器,存储器就是指内存。
内存
- 内存包括:内存条、高速缓存(cache)、BIOS芯片
- BIOS:基本输入输出设备,有单独的 BIOS 芯片存储 BIOS 程序。
- ROM:只读存储器,断电不丢数据。
- RAM:随机存储器,断电丢失数据,易失性。
- ROM 和 RAM 中的程序都会被执行。
- BIOS芯片属于 ROM,内存条和高速缓存属于 RAM。
输入/输出设备(I/O)
- 输入设备:键盘、鼠标、扫描仪等。
- 输出设备:显示器、打印机、投影仪等。
- 输入/输出设备由 CPU 管理,但不能与 CPU 直接链接,需要通过 I/O 接口做处理。
- 输入/输出设备包含I/O接口和外设两部分组成。
程序运行流程
- 下载/安装程序是将程序安装在本地硬盘中,任何程序在硬盘中时无法运行的 ,启动程序时按照以下步骤进行
- 将硬盘中的程序读写到内存中,即载入内存。
- CPU 中的运算器执行内存中的程序,将程序的工作区展现在桌面上。
- 退出程序时,程序不会从内存中消失。
手机结构
- 手机也采用冯诺依曼结构,手机是嵌入式产品。
- 手机内存分为:运行内存和机身内存。
- 运行内存:RAM
- 机身内存:ROM
- 在机身内存中的程序是可以直接被 CPU 调用,程序在 运行时产生的数据 是存放在 运行内存 中的。
通用设备和嵌入式设备
- 通用设备:CPU 从 RAM 中读取指令,同时也是在 RAM 中读取数据。
- 嵌入式设备:CPU 从 ROM 中读取指令,从 RAM 中读取数据。
存储器结构
- 哈佛结构:指令和数据分开存储。大多数嵌入式设备都是哈佛结构。
- 冯诺依曼结构:指令和数据统一存储,都放在 RAM 里。大多数通用设备都是冯诺依曼结构。
- 存储器结构分为上面两种,但是计算机结构只有一种,那就是冯诺依曼体系结构。
执行方式
采用二进制程序存储执行方法
晶体管
- 晶体管分为二级晶体管和三级晶体管。
- 主要作用是充当开关。
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