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冯诺依曼体系结构是什么(现代计算体系结构-冯诺依曼结构)

100次浏览     发布时间:2024-09-20 09:24:03    

冯·诺依曼体系结构指的是:计算机应采用‌二进制逻辑(以0和1代表数值,作为数值计算的基础)、程序存储执行以及由运算器、控制器、存储器、‌输入设备、输出设备这五个部分组成。

组成部分

中央处理器 (CPU):执行指令、进行算术逻辑运算、数据处理等。CPU包含控制单元和算术逻辑单元。

存储器 (Memory):用于存放程序指令和数据。有主存储器(RAM,访问速度快,容量小)和辅助存储器(如硬盘、固态硬盘等,访问速度慢,容量大)。

输入/输出设备 (I/O Devices):如键盘、鼠标、显示器、打印机、网卡等。

系统总线 (System Bus):用于连接CPU、存储器和输入/输出设备。分为数据总线、地址总线和控制总线,用于在这些组件之间传输数据、地址和控制信号。

数据流动和指令执行

存储器的统一性:程序指令和数据都以二进制形式存储在存储器中,采用统一的地址空间进行访问。

二进制表示:所有的指令和数据在计算机中都以二进制形式表示。

存储器与中央处理器的交互:CPU 通过总线与存储器交互,从存储器中获取指令和数据,并将处理结果写回存储器。

逐条执行指令:CPU 按照存储在存储器中的程序指令序列逐条执行。

指令执行过程:

  • 取指(Fetch):从存储器中读取下一条指令
  • 译码(Decode):解释指令,确定执行的操作
  • 执行(Execute):根据指令操作码执行算术、逻辑运算或数据传输
  • 存储(Store):将执行结果写回存储器或输出到外部设备

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