冯·诺依曼体系结构
#计算机组成原理
2024-10-09
不可编程
计算机是由各种门电路组合而成的，然后通过组装出一个固定的电路版，来完成一个特定的计算程序。一旦需要修改功能，就要重新组装电路。这样的话，计算机就是“不可编程”的，因为程序在计算机硬件层面是“写死”的。最常见的就是老式计算器，电路板设好了加减乘除，做不了任何计算逻辑固定之外的事情。
不可存储
典型的就是早年的 “Plugboard” 这样的插线板式的计算机。整个计算机就是一个巨大的插线板，通过在板子上不同的插头或者接口的位置插入线路，来实现不同的功能。这样的计算机自然是“可编程”的，但是编写好的程序不能存储下来供下一次加载使用，不得不每次要用到和当前不同的“程序”的时候，重新插板子，重新“编程”。
冯·诺依曼体系结构
冯·诺依曼体系结构又名存储程序计算机，这里面其实暗含了两个概念，一个是“可编程”计算机，一个是“存储”计算机。
任何一台计算机的任何一个部件都可以归到运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备中，而所有的现代计算机也都是基于这个基础架构来设计开发的。而所有的计算机程序，也都可以抽象为从输入设备读取输入信息，通过运算器和控制器来执行存储在存储器里的程序，最终把结果输出到输出设备中。而我们所有撰写的无论高级还是低级语言的程序，也都是基于这样一个抽象框架来进行运作的。
- 控制器：负责管理和协调计算机内部各个部件的工作。它获取指令，并决定如何执行这些指令，包括数据流的控制和指令的顺序执行。中央处理器（CPU）通常包含一个控制单元。
- 运算器：负责执行算术和逻辑运算的硬件单元。它能够进行加、减、乘、除等基本运算，以及与、或、非等逻辑运算。运算器的输出可以用来更新寄存器或存储器中的数据。
- 存储器：存储器用于存放数据和指令。
- 输入设备：用于将用户输入的数据或指令传输到计算机。常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪、麦克风等。
- 输出设备：用于将计算机处理后的数据以可读的形式呈现给用户。常见的输出设备包括显示器、打印机、音响等。
存储器分为三种类型：
- 随机存取存储器（RAM）：临时存储数据和程序，断电后内容丢失。
- 只读存储器（ROM）：永久存储固化程序和数据，通常在启动时使用。
- 缓存（Cache）：高速存储器，用于提高访问速度，存储常用数据和指令。
⭐️内容取自极课时间《深入浅出计算机组成原理》，仅从中取出个人以为需要纪录的内容。不追求内容的完整性，却也不会丢失所记内容的逻辑性。如果需要了解细致，建议购买原课程。
