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冯诺依曼体系详解

2024-07-06 06:36| 来源: 网络整理| 查看: 265

冯·诺依曼体系

数学家冯·诺依曼提出了计算机制造的三个基本原则,即采用二进制逻辑、程序存储执行以及计算机由五个部分组成(运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备),这套理论被称为冯·诺依曼体系结构。

早些的时候设备交互都是输入和输出……等等设备都是直接跟cpu交互,而这些外设设备都有一个通病那就是慢,而cpu快这样的话它们之间运行效率是非常低的。

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而后来冯诺依曼提出在原有基础上加个缓冲区而 这个缓冲区就是存储器(存储器的特点不快不慢,能存储数据)有了它cpu不用慢慢等输入设备的传输数据而是让输入设备提前把数据放到存储器内,而cpu不和其它设备交互只和存储器交互,也就是说cpu取数据和返回结果的数据都是在存储器内进行的,而其它设备需要处理的数据也是都放在存储器内,而cpu怎么知道它们有数据要处理呢?

这很简单cpu和其它设备有一个控制信号它们各个之间都互相连接的,因为控制信号很快所以会有这个而设备有数据需要处理会发射一个脉冲信号到控制信号内,cpu捕捉到这个信号就会到存储器内读取数据其它的设备也是同理,这就是我们熟知的冯诺依曼体系了。

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总结:

站在内存的角度 cpu只和内存打交道,外设也只和内存打交道,这样大幅度提高了效率。

输入设备: 键盘、网卡、话筒和摄像头……等等

输出设备: 显示器、硬盘、音响和网卡……等等

数据要处理,必须先载入到内存中,局部性原理,操作系统完成。

寄存器不仅仅只有cpu有,其它设备也是有的。

各种硬件单元之间连接用的是:总线(IO总线,系统总线)

知道以上东西之后我们来理解下网络,我们每次用微信发信息的时候都是通过网卡发送的,先由cpu处理处理好后cpu会把要发送到网络上的数据打包我们简称数据包发送给网卡,而另一份直接发送给输出设备,所以有时候我们网络不好的时候会发现会有个小圈一直转,如果对方接收到了会消失如果超过一定时间还没接收到你刚刚发送的信息就会出现感叹号。

具体过程如下图:

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