"冯·诺依曼体系结构与计算机系统组成工作原理"
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更新于2024-01-29
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计算机系统组成工作原理.ppt以及其他相关材料讲述了计算机体系结构的发展历史、冯·诺依曼体系结构的基本原理以及计算机系统的组成和实现等内容。
1946年,美国宾夕法尼亚大学的Mauchley博士和Eckert领导的团队成功研制出世界上第一台数字式电子计算机ENIAC。随后,著名数学家冯·诺依曼参加了一系列专家会议,研究改进ENIAC并提出了冯·诺依曼体系结构的概念。
冯·诺依曼体系结构在1949年由英国剑桥大学的威尔克斯等人在EDSAC 机上实现。这一体系结构至今仍是绝大多数数字计算机的基础。冯·诺依曼体系结构包括:中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出设备和总线等几个基本组成部分。
在冯·诺依曼体系结构中,计算机的工作原理如下:
1. 中央处理器(CPU):负责执行计算机指令和控制计算机的运行。它由控制单元和算术逻辑单元组成。控制单元解码指令并控制其他部件的操作,算术逻辑单元执行运算和逻辑操作。
2. 存储器:用于存储程序和数据。存储器以字节(byte)为单位进行寻址和存取。常见的存储器包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)等。
3. 输入/输出设备:用于与外部环境进行信息交换。包括键盘、鼠标、显示器、打印机、硬盘等。输入设备将外部信息转换为计算机可处理的形式,输出设备将计算机结果呈现给用户。
4. 总线:用于连接各个组件,传输指令和数据。总线分为地址总线、数据总线和控制总线,用于分别传输地址、数据和控制信号。
从体系结构角度来看,计算机系统可以分为三个层次:体系结构、组成和实现。
1. 体系结构(Architecture):指计算机概念结构和功能特性,如指令集中是否有乘法指令等。程序员主要关心的是体系结构,因为它决定了程序的编写方式和性能。
2. 组成(Organization):从硬件角度关注物理机器的组织,例如乘法指令是由专用乘法器还是用加法器实现。组成决定了计算机的内部结构和性能。
3. 实现(Realization):涉及底层的器件技术、微组装技术、冷却技术等。例如,加法器底层的物理器件类型和微组装技术对性能有直接影响。
总之,计算机系统的组成和工作原理是由冯·诺依曼体系结构和各个组件之间的协作所决定的。了解计算机系统的组成和工作原理,有助于我们深入理解计算机的运行机制,为计算机的设计和应用提供基础。
2022-05-11 上传
2023-03-27 上传
2023-05-30 上传
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2023-06-06 上传
2023-06-02 上传
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