冯诺依曼结构体系

冯·诺依曼结构也称普林斯顿结构,是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构;程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置,因此程序指令和数据的宽度相同,如英特尔公司的8086中央处理器的程序指令和数据都是16位宽。

结构:

它由五个部分组成:输入,输出,存储器,运算器,控制器;

运算器和控制器就是我们说的CPU

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1945年,冯·诺依曼首先提出了“存储程序”的概念和二进制原理,后来,人们把利用这种概念和原理设计的电子计算机系统统称为“冯·诺依曼型结构”计算机。冯·诺依曼结构的处理器使用同一个存储器,经由同一个总线传输。

冯·诺曼结构处理器具有以下几个特点:必须有一个存储器;必须有一个控制器;必须有一个运算器,用于完成算术运算和逻辑运算;必须有输入和输出设备,用于进行人机通信。

特点:

第一,程序和数据存放在同一存储器的不同地址上;

第二,存储单元线性排列,且其位数固定;

第三,顺序执行,即程序/数据—>内存—>取指令执行指令

作用:

        冯.诺伊曼体系结构是现代计算机的基础,现在大多计算机仍是冯.诺伊曼计算机的组织结构,只是作了一些改进而已,并没有从根本上突破冯体系结构的束缚。冯.诺伊曼也因此被人们称为“计算机之父”。然而由于传统冯.诺伊曼计算机体系结构天然所具有的局限性,从根本上限制了计算机的发展。

       根据冯·诺伊曼体系结构构成的计算机,必须具有如下功能:把需要的程序和数据送至计算机中。必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力。能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力。能够根据需要控制程序走向,并能根据指令控制机器的各部件协调操作。能够按照要求将处理结果输出给用户。

       将指令和数据同时存放在存储器中,是冯·诺伊曼计算机方案的特点之一计算机由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备五部分组成 冯·诺伊曼提出的计算机体系结构,奠定了现代计算机的结构理念。