馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)工作原理與組成

馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)與工作原理內(nèi)容：

1.1馮諾依曼體系構(gòu)成

1.2馮諾依曼的工作原理重點(diǎn)：馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)（掌握）學(xué)習(xí)目標(biāo)：是要對(duì)馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)與工作原理有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)。難點(diǎn)：馮諾依曼體系工作原理（理解）馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)與工作原理馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)與工作原理休閑娛樂、工作、生活、網(wǎng)購(gòu)、國(guó)防……思考題：計(jì)算機(jī)可以做什么？給您印象是？現(xiàn)在計(jì)算機(jī)給人印象是無所不能！這一切得益于計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展！而馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)為計(jì)算機(jī)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)！1.1馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)1.計(jì)算機(jī)組成是人眼可見的，而計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)是人眼看不見的東西，它是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，在它內(nèi)部存在多級(jí)的層次結(jié)構(gòu)。2.計(jì)算機(jī)組成是計(jì)算機(jī)的外部，是使用人員所關(guān)心的系統(tǒng)硬件指標(biāo)參數(shù)；而計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)是計(jì)算機(jī)的內(nèi)部，是制造人員關(guān)心的內(nèi)容憑您直觀的感覺，計(jì)算機(jī)由哪幾部分組成？1.1馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)用戶級(jí)高級(jí)語言級(jí)匯編語言級(jí)系統(tǒng)軟件級(jí)

機(jī)器級(jí)控制級(jí)數(shù)字邏輯級(jí)

應(yīng)用軟件

系統(tǒng)軟件

軟硬件界面物理機(jī)虛擬機(jī)硬件固件硬件直接執(zhí)行Level0(門電路、電子線路)Level1(微程序或硬布線)Level2(指令集結(jié)構(gòu)ISA)Level3(操作系統(tǒng)、庫(kù)代碼)Level4(匯編語言代碼)Level5(C++，Java，等)Level6(可執(zhí)行程序)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)按語言級(jí)分為七層：計(jì)算機(jī)的實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體技術(shù)制造技術(shù)封裝技術(shù)裝配技術(shù)電源技術(shù)冷卻技術(shù)……61.1馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)幾個(gè)基本概念間的關(guān)系體系結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成、計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)診斷計(jì)算機(jī)組成操作系統(tǒng)指令系統(tǒng)應(yīng)用程序計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)

由圖示可見，體系結(jié)構(gòu)在整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中占據(jù)核心地位1.1馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)—馮?諾依曼理論的要點(diǎn)：1)存儲(chǔ)程序2)順序執(zhí)行3)采用二進(jìn)制十進(jìn)制→計(jì)算機(jī)指令馮?諾依曼提出二進(jìn)制機(jī)器碼表示計(jì)算機(jī)指令格式？1.1馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)運(yùn)算器（ALU，ArithmeticLogicUnit）—馮?諾依曼計(jì)算機(jī)組成（五大部分）：控制器（Controler）存儲(chǔ)器（Memory）輸入設(shè)備（InputUnit）輸出設(shè)備（OutputUnit）1.1馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)有以下特點(diǎn)：計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)和指令一律用二進(jìn)制數(shù)表示；指令和數(shù)據(jù)不加區(qū)別混合存儲(chǔ)在同一個(gè)存儲(chǔ)器中；順序執(zhí)行程序的每一條指令；計(jì)算機(jī)硬件由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部分組成。1.2馮諾依曼體系工作原理馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)必須具有如下功能：把需要的程序和數(shù)據(jù)送至計(jì)算機(jī)中必須具有長(zhǎng)期記憶程序、數(shù)據(jù)、中間結(jié)果及最終運(yùn)算結(jié)果的能力能夠完成各種算術(shù)、邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)傳送等數(shù)據(jù)加工處理的能力能夠根據(jù)需要控制程序走向，并能根據(jù)指令控制機(jī)器的各部件協(xié)調(diào)操作能夠按照要求將處理結(jié)果輸出給用戶1.2馮諾依曼體系工作原理開始取指令指令譯碼執(zhí)行指令馮諾依曼體系工作原理（CPU工作原理）：程序的執(zhí)行過程實(shí)際上是不斷地取出指令、分析指令、執(zhí)行指令的過程。馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)從本質(zhì)上講是采取串行順序處理的工作機(jī)制，即使有關(guān)數(shù)據(jù)巳經(jīng)準(zhǔn)備好，也必須逐條執(zhí)行指令序列。數(shù)據(jù)流指令流控制流CPU1.2馮諾依曼體系工作原理馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)功能圖1.2馮諾依曼體系工作原理計(jì)算機(jī)的基本工作原理是存儲(chǔ)程序和程序控制，按照程序編排的順序，一步一步地取出命令，自動(dòng)地完成指令規(guī)定的操作?；具^程如下：1、預(yù)先把指揮計(jì)算機(jī)如何進(jìn)行操作的指令序列（稱為程序）和原始數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)存中，每一條指令中明確規(guī)定了計(jì)算機(jī)從哪個(gè)地址取數(shù)，進(jìn)行什么操作，然后送到什么地方去等步驟。2、計(jì)算機(jī)在運(yùn)行時(shí)，先從內(nèi)存中取出第1條指令，通過控制器的譯碼器接受指令的要求，再?gòu)拇鎯?chǔ)器中取出數(shù)據(jù)進(jìn)行指定的運(yùn)算和邏輯操作等，然后再按地址把結(jié)果送到內(nèi)存中去。

1.2馮諾依曼體系工作原理接下來，取出第2條指令，在控制器的指揮下完成規(guī)定操作，依此進(jìn)行下去，直到遇到停止指令。3、計(jì)算機(jī)中基本上有兩股信息在流動(dòng)。一種是數(shù)據(jù)，即各種原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果和程序等。另一種信息是控制信息，它控制機(jī)器的各部件執(zhí)行指令規(guī)定的各種操作。

小結(jié)本節(jié)主要介紹了馮諾依曼體系的結(jié)