馮·諾依曼計算機與現代計算機原理與差別

美籍匈牙利科學家馮·諾依曼最先提出程序存儲的思想,併成功將其運用在計算機的設計之中,根據這一原理製造的計算機被稱爲馮·諾依曼結構計算機。由於他對現代計算機技術的突出貢獻,因此馮·諾依曼又被稱爲“現代計算機之父”。

一、馮·諾依曼的核心思想

1.計算機由五大部件組成

  • 運算器:用來做算術(加減乘除)計算和邏輯(與、或、非)計算;
  • 存儲器:用來存放程序和數據;
  • 控制器:控制程序的運行;
  • 輸入設備:輸入信息,比如鍵盤、掃描儀等;
  • 輸出設備:輸出信息,比如打印機、投影儀等;

2.指定和數據以同等地位存於存儲器,可按地址尋訪

3.指令和數據都以二進制表示

4.指令由操作碼和地址碼組成

5.存儲程序

6.已運算器爲中心

二、馮·諾依曼計算機硬件框圖

注:實線是數據流,虛線是控制流

 從圖中可以看出,馮·諾依曼計算機以運算器爲中心,就會導致運算器承擔更多的工作。

三、現代計算機硬件系統架構

如圖可見,運算器是CPU的一部分,CPU相當於計算機的大腦,是計算機最寶貴的資源;因此,我們儘量讓CPU只處理關鍵的、必要的工作。

現在計算機是以馮·諾依曼計算機爲基礎改進而來的,馮·諾依曼計算機的運算器和控制器是分開的,現代計算機是將運算器和控制器放到一起就形成了CPU。

計算機從以運算器爲中心轉變爲以存儲器爲中心,數據先存放到存儲器再跟CPU做交互,運算器和存儲器的地位實現了反轉。

結束!

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