冯·诺依曼计算机与现代计算机原理与差别

美籍匈牙利科学家冯·诺依曼最先提出程序存储的思想,并成功将其运用在计算机的设计之中,根据这一原理制造的计算机被称为冯·诺依曼结构计算机。由于他对现代计算机技术的突出贡献,因此冯·诺依曼又被称为“现代计算机之父”。

一、冯·诺依曼的核心思想

1.计算机由五大部件组成

  • 运算器:用来做算术(加减乘除)计算和逻辑(与、或、非)计算;
  • 存储器:用来存放程序和数据;
  • 控制器:控制程序的运行;
  • 输入设备:输入信息,比如键盘、扫描仪等;
  • 输出设备:输出信息,比如打印机、投影仪等;

2.指定和数据以同等地位存于存储器,可按地址寻访

3.指令和数据都以二进制表示

4.指令由操作码和地址码组成

5.存储程序

6.已运算器为中心

二、冯·诺依曼计算机硬件框图

注:实线是数据流,虚线是控制流

 从图中可以看出,冯·诺依曼计算机以运算器为中心,就会导致运算器承担更多的工作。

三、现代计算机硬件系统架构

如图可见,运算器是CPU的一部分,CPU相当于计算机的大脑,是计算机最宝贵的资源;因此,我们尽量让CPU只处理关键的、必要的工作。

现在计算机是以冯·诺依曼计算机为基础改进而来的,冯·诺依曼计算机的运算器和控制器是分开的,现代计算机是将运算器和控制器放到一起就形成了CPU。

计算机从以运算器为中心转变为以存储器为中心,数据先存放到存储器再跟CPU做交互,运算器和存储器的地位实现了反转。

结束!

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