计算机组成原理之冯诺依曼计算机
冯诺依曼计算机
- 工作原理
- 组成
- 硬件系统
- 运算器
- 控制器
- 存储器
- 输入输出设备
- 软件系统
- 硬件与软件系统间的关系
- 计算机的层次结构
工作原理
- 存储程序：将程序放在计算机的存储器中
- 程序控制：按指令地址访问存储器并取出指令，经译码依次产生指令执行所需的控制信号，实现对计算的控制，完成指令的功能
组成
硬件+软件
硬件系统
主机：CPU（运算器+控制器）、内存
外设：输入设备、输出设备、外存设备
总线：地址线、数据线、控制线
运算器
- 基本功能：执行算数运算和逻辑运算
- 基本结构：
控制器
- 基本功能
产生指令执行过程所需要的所有控制信号、控制相关功能部件执行相应操作 - 控制信号的形式
电平信号、脉冲信号 - 产生控制信号的依据
指令、状态、时序 - 控制信号的产生方式
微程序、硬布线
存储器
- 功能
存储原程序，原数据、运算的中间结果 - 工作模式
读/写 - 工作原理
按地址访问，读/写数据
补充：由存储器容量可以推出地址线数
1K：10根地址线（1K=210B）
1M：20根地址线
1G：30根地址线
输入输出设备
输入设备： 向计算机输入数据（键盘、鼠标、网卡、扫描仪等）
输出设备：输出处理结果（显示器、声卡、网卡、打印机等）
软件系统
- 系统软件：操作系统等
- 支持软件：开发工具等
- 应用软件：游戏软件等
硬件与软件系统间的关系
- 相互依存
硬件是软件运行的基础，软件是硬件功能的扩充 - 逻辑等效性
某些功能可以由软件实现，也可以由硬件实现 - 协同发展
软件随硬件技术的迅速发展而发展，而软件的不断发展与完善又促进硬件的更新
计算机的层次结构
软硬件分界线：指令集架构层
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