馮諾伊曼計算機體系結(jié)構(gòu)

馮·諾伊曼體系結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代計算機的基礎，現(xiàn)在大多計算機仍是馮·諾伊曼計算機的組織結(jié)構(gòu)，只是作了一些改進而已，并沒有從根本上突破馮體系結(jié)構(gòu)的束縛。

馮·諾伊曼也因此被人們稱為“計算機之父”。然而由于傳統(tǒng)馮·諾伊曼計算機體系結(jié)構(gòu)天然所具有的局限性，從根本上限制了計算機的發(fā)展。

根據(jù)馮·諾伊曼體系結(jié)構(gòu)構(gòu)成的計算機，必須具有如下功能：把需要的程序和數(shù)據(jù)送至計算機中。必須具有長期記憶程序、數(shù)據(jù)、中間結(jié)果及最終運算結(jié)果的能力。

能夠完成各種算術、邏輯運算和數(shù)據(jù)傳送等數(shù)據(jù)加工處理的能力。能夠根據(jù)需要控制程序走向，并能根據(jù)指令控制機器的各部件協(xié)調(diào)操作。能夠按照要求將處理結(jié)果輸出給用戶。

馮諾伊曼架構(gòu)五大硬件單元

1. 儲存器

用來存放數(shù)據(jù)和程序。計算機中的全部信息，包括原始的輸入數(shù)據(jù)，經(jīng)過初步加工的中間數(shù)據(jù)以及最后處理完成的有用信息都儲存在存儲器中，而且，指揮計算機運行的各種程序，即規(guī)定對輸入數(shù)據(jù)如何進行加工處理的一系列指令也都存放于存儲器中。存儲器包括內(nèi)存儲器（內(nèi)存）和外存儲器（外存）。

2. 運算器

又稱算術邏輯單元（ALU），主要運行算術運算（加、減、乘、除）和邏輯運算（與、或、非、異或、比較），并將中間結(jié)果暫存到運算器中；

3. 控制器

又稱控制單元（CU），主要用來控制和指揮程序和數(shù)據(jù)的輸入運行以及處理運算結(jié)果；主要由指令寄存器、譯碼器、程序計數(shù)器、操作控制器等組成。

4. 輸入設備

用來將人們熟悉的信息形式轉(zhuǎn)換為計算機能夠識別的信息形式，常見的有鍵盤、鼠標等；

5. 輸出設備

可以將計算器運算結(jié)果轉(zhuǎn)換為人們熟悉的信息形式，如打印機輸出、顯示器輸出；

由于運算器和控制器在邏輯關系和電路結(jié)構(gòu)上聯(lián)系十分緊密，通常將他們合起來統(tǒng)稱中央處理器，簡稱CPU，輸入輸出設備簡稱為I/O設備。ALU和CU是CPU的核心部件，I/O設備也受CU控制，用來完成相應的輸入輸出操作。
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