[计组]计算机硬件的结构
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,其基本由五大部件组成:运算器、控制器、存储器、I/O 设备(输入设备和输出设备,统称为 I/O 设备)。
前言
根据美籍匈牙利科学家冯·诺依曼提出的存储程序原理制造的计算机被称为冯·诺依曼结构计算机,由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。
存储程序原理是将程序存放在计算机存储器中,按照存储器中的地址顺序执行指令。
冯诺依曼机结构
以运算器为结构的中心,数据和程序需要通过输入设备,再通过运算器把它们存放到存储器中,不能直接通过输入设备存放到存储器中。运算器的工作应该更多关注于计算,而不是多承担了一项运输数据和程序的不必要的工作,这会降低运算器的运算效率。
将冯诺依曼结构的工作原理转换到工厂中:
原材料是可以直接存储到仓储部门的,但是必须经过生产加工部门才可以存放。销售部门需要通过生产加工部门拿到产品,然后才可以将产品向外出售。很显然,这种结构的工作效率是低效的。
现代计算机结构
冯诺依曼机结构是以运算器为中心,在上述过程中,指出了这种结构的缺点。在现代计算机结构中,是以存储器为中心的结构,数据和程序直接存储到存储器中,输出设备也可以直接从存储器直接取走计算结果。这样,运算器减轻了工作,它可以更加专注于计算,以此提高工作效率。