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以存儲器為中心馮諾依曼示意圖

發布時間: 2022-10-23 06:38:22

『壹』 馮諾依曼型計算機的五大組成部分及各部分的功能

馮諾依曼型電腦的五大組成部分和各部分的功能如下:
運算器:計算機中執行各種算術和邏輯運算操作的部件。運算器的基本操作包括加、減、乘、除四則運算,與、或、非、異或等邏輯操作,以及移位、比較和傳送等操作,亦稱算術邏輯部件(ALU)。
控制器:由程序計數器、指令寄存器、指令解碼器、時序產生器和操作控制器組成,它是發布命令的「決策機構」,即完成協調和指揮整個計算機系統的操作。
運算器和控制器統稱中央處理器,也叫做CPU。中央處理器是電腦的心臟。
存儲器:存儲器分為內存和外存。內存是電腦的記憶部件,用於存放電腦運行中的原始數據、中間結果以及指示電腦工作的程序。內存可以分為隨機訪問存儲器和只讀存儲器,前者允許數據的讀取與寫入,磁碟中的程序必須被調入內存後才能運行,中央處理器可直接訪問內存,與內存交換數據。電腦斷電後,隨機訪問存儲器里的信息就會丟失。後者的信息只能讀出,不能隨意寫入,即使斷電也不會丟失。外存就像筆記本一樣,用來存放一些需要長期保存的程序或數據,斷電後也不會丟失,容量比較大,但存取速度慢。當電腦要執行外存里的程序,處理外存中的數據時,需要先把外存里的數據讀入內存,然後中央處理器才能進行處理。外存儲器包括硬碟、光碟和優盤。
存儲器:分為內存和外存。
1.
內存:內存是電腦的記憶部件,用於存放電腦運行中的原始數據、中間結果以及指示電腦工作的程序。內存可以分為隨機訪問存儲器和只讀存儲器,前者允許數據的讀取與寫入,磁碟中的程序必須被調入內存後才能運行,中央處理器可直接訪問內存,與內存交換數據。電腦斷電後,隨機訪問存儲器里的信息就會丟失。後者的信息只能讀出,不能隨意寫入,即使斷電也不會丟失。
2,
外存:外存就像筆記本一樣,用來存放一些需要長期保存的程序或數據,斷電後也不會丟失,容量比較大,但存取速度慢。當電腦要執行外存里的程序,處理外存中的數據時,需要先把外存里的數據讀入內存,然後中央處理器才能進行處理。外存儲器包括硬碟、光碟和優盤。
輸入設備:輸入設備是向計算機輸入數據和信息的設備。是計算機與用戶或其他設備通信的橋梁。輸入設備是用戶和計算機系統之間進行信息交換的主要裝置之一。鍵盤,滑鼠,攝像頭,掃描儀,光筆等都屬於輸入設備。
1.
鍵盤:鍵盤是電腦中不可缺少的輸入設備,用戶可以通過鍵盤輸入命令和數據,並可通過它控制電腦的運行。常見的鍵盤大多是101或104鍵的,一些較為新穎的104鍵盤往往帶有兩個Windows鍵和一個應用程序鍵,以提高在Win7操作系統上操作電腦的效率。這些鍵可以分為大鍵盤區、編輯鍵區、功能鍵區和小鍵盤區。
2.
滑鼠:滑鼠是電腦中重要的輸入設備,它能方便地把滑鼠指針准確定位在我們指定的屏幕位置,很方便地完成各種操作。
輸出設備:是計算機硬體系統的終端設備,用於接收計算機數據的輸出顯示、列印、聲音、控制外圍設備操作等。也是把各種計算結果數據或信息以數字、字元、圖像、聲音等形式表現出來。常見的輸出設備有顯示器、列印機等。
1.
顯示器:顯示器是電腦基本的輸出設備,是整個電腦硬體系統中不可缺少的部分。它可以把電腦的運行結果顯示出來。
2.
列印機:列印機也是一種常用的輸出設備。因為顯示器上顯示的內容一旦關機就看不見了,也不方便把顯示器搬來搬去給別人閱讀,所以我們還是需要用列印機把自己的工作成果列印出來。

『貳』 馮諾依曼計算機以什麼為中心結構

可以參考這個:
馮·諾依曼提出了在數字計

算機內部的存儲器中存放程序的概念(Stored Program Concept),這是所有現代電子計算機的模板,被稱為「馮· 諾依曼結構」,按這一結構建造的電腦稱為存儲程序計算機(Stored Program Computer),又稱為通用計算機。馮·諾依曼計算機主要由運算器、控制器、存儲器和輸入輸出設備組成,它的的特點是:程序以二進制代碼的形式存放在存儲器中;所有的指令都是由操作碼和地址碼組成;指令在其存儲過程中按照執行的順序進行存儲;以運算器和控制器作為計算機結構的中心等。馮諾依曼計算機廣泛應用於數據的處理和控制方面,但是存在一定的局限性。

『叄』 計算機組成原理結構

一、計算機的組成及學習大綱
1. 計算機的組成
計算機的三大件 :CPU、內存、主板
(1)CPU,中央處理器,計算機最核心的配件,負責所有的計算。
(2)內存,你編寫的程序、運行的游戲、打開的瀏覽器都要載入到內存中才能運行,程序讀取的數據、計算的結果也都在內存中,內存的大小決定了你能載入的東西的多少。
(3)主板,存放在內存中數據需要被CPU讀取,CPU計算完成後,還要把數據寫入到內存中,然而CPU不能直接插在內存上,這就需要主板出馬了,主板上很多個插槽,CPU和內存都是插在主板上,主板的晶元組和匯流排解決了CPU和內存之間的通訊問題,晶元組控制數據傳輸的流轉,決定數據從哪裡流向哪裡,匯流排是實際數據傳輸的告訴公里,匯流排速度決定了數據的傳輸速度。
(4)輸入/輸出設備,其實有了以上三大件之後,計算機就可以跑起來了。我們日常使用的話還需要鍵盤、滑鼠、顯示器等輸入/輸出設備,而很多雲伺服器通過SSH遠程登錄就可以訪問,就不需要配顯示器、滑鼠、鍵盤這些東西,節省成本且方便維護。
(5)硬碟,有了硬碟數據才能長久的保存下來,大部分還會給自己的機器配上機箱和風扇,解決灰塵和散熱問題,不過這些也不是必須的,用紙板和電風扇替代也一樣可以用。
(6)顯卡,顯卡里有GPU圖形處理器,主要負責圖形渲染,使用圖形界面操作系統的計算機,顯卡是必不可少的。現在的主板都帶了內置的顯卡,如果想玩游戲、做圖形渲染,一般需要一張單獨的顯卡,插在主板上。
2. 馮·諾依曼體系
現代計算機的硬體基礎架構都是依賴於馮諾依曼提出的馮諾依曼體系結構,現代計算機的核心架構可以抽象為五個基礎組件:運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備。
具體到現代計算機,運算器和控制器組成了現代計算機的CPU,存儲器對應著內存和硬碟,主板控制著CPU、內存、硬碟、輸出/輸出設備之間的通訊。
馮諾依曼體系結構也叫做存儲程序計算機,即可編程、可存儲的計算機。
任何一台計算機的任何一個部件都可以歸到運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備中,而所有的現代計算機也都是基於這個基礎架構來設計開發的。
馮諾依曼體系結構確立了我們現代計算機的硬體基礎架構,學習計算機組成原理,就是學習和拆解馮諾依曼體系。

『肆』 馮·諾依曼計算機是以什麼為中心的

馮·諾依曼計算機是以存儲系統為中心的。

馮·諾依曼型計算機必須具有長期記憶程序、數據、中間結果及最終運算結果的能力;能夠完成各種算術、邏輯運算和數據傳送等數據加工處理的能力;能夠根據需要控製程序走向,並能根據指令控制機器的各部件協調操作;能夠按照要求將處理結果輸出給用戶。

馮·諾依曼型計算機從本質上講是採取串列順序處理的工作機制,即使有關數據巳經准備好,也必須逐條執行指令序列。而提高計算機性能的根本方向之一是並行處理。



(4)以存儲器為中心馮諾依曼示意圖擴展閱讀:

存儲器是線性編址,按順序排列的地址訪問,這是有利於存儲和執行機器語言,適用於數值計算。但高級語言的存儲採用的是一組有名字的變數,是按名字調用變數而非按地址訪問,且高級語言中的每個操作對於任何數據類型都是通用的。

不管採用何種數據結構,多維數組、二叉樹還是圖,最終在存儲器上都必須轉換成一維的線性存儲模型進行存儲。這些因素都導致了機器語言和高級語言之間存在很大的語義差距,這些語義差距之間的映射大部分都要由編譯程序來完成,在很大程度上增加了編譯程序的工作量。

馮·諾依曼體系結構計算機是為邏輯和數值運算而誕生的,它以CPU為中心,I/O設備與存儲器間的數據傳送都要經過運算器,在數值處理方面已經達到很高的速度和精度,但對非數值數據的處理效率比較低,需要在體系結構方面有革命性突破。

『伍』 馮. 諾依曼型計算機的主要設計思想是什麼它包括哪些主要組成部分

馮諾依曼型計算機的主要設計思想是:數字計算機的數制採用二進制;計算機應該按照程序順序執行。

具體內容是:

1、計算機由控制器、運算器、存儲器、輸入設備、輸出設備五大部分組成。

2、程序和數據以二進制代碼形式不加區別地存放在存儲器中,存放位置由地址確定。

3、控制器根據存放在存儲器中地指令序列(程序)進行工作,並由一個程序計數器控制指令地執行。控制器具有判斷能力,能根據計算結果選擇不同的工作流程。

(5)以存儲器為中心馮諾依曼示意圖擴展閱讀:

一、相關特點

採用二進制形式表示數據和指令:在存儲程序的計算機中,數據和指令都是以二進制形式存儲在存儲器中的。從存儲器存儲的內容來看兩者並無區別.都是由0和1組成的代碼序列,只是各自約定的含義不同而已。

計算機在讀取指令時,把從計算機讀到的信息看作是指令;而在讀取數據時,把從計算機讀到的信息看作是操作數。數據和指令在軟體編制中就已加以區分,所以正常情況下兩者不會產生混亂。

有時我們也把存儲在存儲器中的數據和指令統稱為數據,因為程序信息本身也可以作為被處理的對象,進行加工處理,例如對照程序進行編譯,就是將源程序當作被加工處理的對象。

二、體系結構

馮·諾依曼計算機 【von Neumann machine】 使用馮諾依曼體系機構的電子數字計算機。1945年6月,馮·諾依曼提出了在數字計算機內部的存儲器中存放程序的概念(Stored Program Concept),這是所有現代電子計算機的模板,被稱為「馮· 諾依曼結構」。

按這一結構建造的電腦稱為存儲程序計算機(Stored Program Computer),又稱為通用計算機。馮·諾依曼計算機主要由運算器、控制器、存儲器和輸入輸出設備組成。

它的的特點是:程序以二進制代碼的形式存放在存儲器中;所有的指令都是由操作碼和地址碼組成;指令在其存儲過程中按照執行的順序進行存儲;以運算器和控制器作為計算機結構的中心等。馮諾依曼計算機廣泛應用於數據的處理和控制方面,但是存在一定的局限性。

『陸』 為何現代的計算機轉化為以存儲器為中心

在微處理器問世之前,運算器和控制器是兩個分離的功能部件,加上當時的存儲器還是以磁芯存儲器為主,計算機存儲的信息量較少,因此早期馮·諾依曼提出的計算機結構是以運算器為中心的,其他部件通過運算器完成信息的傳遞。

隨著微電子技術的進步,人們成功地研製出了微處理器。微處理器將運算器和控制器兩個主要功能部件合二為一,集成到一個晶元里。

同時,隨著半導體存儲器代替磁芯存儲器,存儲容量成倍的擴大,加上需要計算機處理,加工的信息量與日俱增,以運算器為中心的結構已不能滿足計算機發展的需求,甚至會影響計算機的性能。為適應發展的需要,現代計算機組織結構逐步轉化為以存儲器為中心的組織結構。

但是現代計算機基本結構仍然遵循馮·諾依曼思想。

(6)以存儲器為中心馮諾依曼示意圖擴展閱讀:

第1代:電子管數字機(1946—1958年)

硬體方面,邏輯元件採用的是真空電子管,主存儲器採用汞延遲線、陰極射線示波管靜電存儲器、磁鼓、磁芯;外存儲器採用的是磁帶。軟體方面採用的是機器語言、匯編語言。應用領域以軍事和科學計算為主。

特點是體積大、功耗高、可靠性差。速度慢(一般為每秒數千次至數萬次)、價格昂貴,但為以後的計算機發展奠定了基礎。

第2代:晶體管數字機(1958—1964年)

硬體方面的操作系統、高級語言及其編譯程序應用領域以科學計算和事務處理為主,並開始進入工業控制領域。特點是體積縮小、能耗降低、可靠性提高、運算速度提高(一般為每秒數10萬次,可高達300萬次)、性能比第1代計算機有很大的提高。

第3代:集成電路數字機(1964—1970年)

硬體方面,邏輯元件採用中、小規模集成電路(MSI、SSI),主存儲器仍採用磁芯。軟體方面出現了分時操作系統以及結構化、規模化程序設計方法。

特點是速度更快(一般為每秒數百萬次至數千萬次),而且可靠性有了顯著提高,價格進一步下降,產品走向了通用化、系列化和標准化等。應用領域開始進入文字處理和圖形圖像處理領域。

第4代:大規模集成電路機(1970年至今)

硬體方面,邏輯元件採用大規模和超大規模集成電路(LSI和VLSI)。軟體方面出現了資料庫管理系統、網路管理系統和面向對象語言等。1971年世界上第一台微處理器在美國矽谷誕生,開創了微型計算機的新時代。應用領域從科學計算、事務管理、過程式控制制逐步走向家庭。

由於集成技術的發展,半導體晶元的集成度更高,每塊晶元可容納數萬乃至數百萬個晶體管,並且可以把運算器和控制器都集中在一個晶元上、從而出現了微處理器,並且可以用微處理器和大規模、超大規模集成電路組裝成微型計算機,就是我們常說的微電腦或PC機。

微型計算機體積小,價格便宜,使用方便,但它的功能和運算速度已經達到甚至超過了過去的大型計算機。另一方面,利用大規模、超大規模集成電路製造的各種邏輯晶元,已經製成了體積並不很大,但運算速度可達一億甚至幾十億次的巨型計算機。

我國繼1983年研製成功每秒運算一億次的銀河Ⅰ這型巨型機以後,又於1993年研製成功每秒運算十億次的銀河Ⅱ型通用並行巨型計算機。這一時期還產生了新一代的程序設計語言以及資料庫管理系統和網路軟體等。

隨著物理元、器件的變化,不僅計算機主機經歷了更新換代,它的外部設備也在不斷地變革。比如外存儲器,由最初的陰極射線顯示管發展到磁芯、磁鼓,以後又發展為通用的磁碟,現又出現了體積更小、容量更大、速度更快的只讀光碟(CD—ROM)。

參考資料來源:網路-馮·諾依曼結構

參考資料來源:網路-計算機系統

參考資料來源:網路-計算機

『柒』 馮·諾依曼結構計算機的五大基本構件包括運算器、存儲器、輸入設備、輸出設備和____。

馮·諾依曼結構計算機的五大基本構件包括運算器、存儲器、輸入設備、輸出設備和控制器。

它的的特點是:程序以二進制代碼的形式存放在存儲器中;所有的指令都是由操作碼和地址碼組成;指令在其存儲過程中按照執行的順序進行存儲;以運算器和控制器作為計算機結構的中心等。馮諾依曼計算機廣泛應用於數據的處理和控制方面,但是存在一定的局限性。

美籍匈牙利科學家馮·諾依曼最先提出程序存儲的思想,並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為馮·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·諾依曼又被稱為「現代計算機之父」。


(7)以存儲器為中心馮諾依曼示意圖擴展閱讀:

計算機系統是由硬體和軟體組成的,系統軟體是指能夠對計算機硬體資源進行管理,其核心就是操作系統。計算機系統是由三個層次構成的,即:硬體、軟體和應用軟體,下層為上層功能提供支持。

計算機設計者的角度看,計算機系統實現其功能。但卻是十分有意義的.這里的每一個層次都實現某項特定功能,並有一個特定的假想機器與之對應。必要時還可以調用較低層次的虛擬機來完成各種任務。

『捌』 馮諾依曼型計算機的體系結構

馮諾依曼計算機體系結構主要由五大部件組成:

1、存儲器用來存放數據和程序;

2、運算器主要運行算數運算和邏輯運算,並將中間結果暫存到運算器中;

3、控制器主要用來控制和指揮程序和數據的輸入運行,以及處理運算結果;

4、輸入設備用來將人們熟悉的信息形式轉換為機器能夠識別的信息形式,常見的有鍵盤,滑鼠等;

5、輸出設備可以將機器運算結果轉換為人們熟悉的信息形式,如列印機輸出,顯示器輸出等。

(8)以存儲器為中心馮諾依曼示意圖擴展閱讀:

馮諾依曼體系結構的指令和數據均採用二進制碼表示;指令和數據以同等地位存放於存儲器中,均可按地址尋訪;指令由操作碼和地址碼組成,操作碼用來表示操作的性質,地址碼用來表示操作數所在存儲器中的位置;指令在存儲器中按順序存放,通常指令是按順序執行的,特定條件下,可以根據運算結果或者設定的條件改變執行順序;機器以運算器為中心,輸入輸出設備和存儲器的數據傳送通過運算器。

馮.諾依曼計算機是依據馮·諾伊曼結構設計出的計算機,又稱存儲程序計算機。馮·諾伊曼結構(von Neumann architecture),也稱馮·諾伊曼模型(Von Neumann model)或普林斯頓結構(Princeton architecture),是一種將程序指令存儲器和數據存儲器合並在一起的計算機設計概念結構。

馮·諾依曼型計算機一般具有以下五個功能:必須具有長期記憶程序、數據、中間結果及最終運算結果的能力;能夠完成各種算術、邏輯運算和數據傳送等數據加工處理的能力;能夠根據需要控製程序走向,並能根據指令控制機器的各部件協調操作;能夠按照要求將處理結果輸出給用戶。