1,计算机硬件设备由存储器,运算器,控制器,输入设备和输出设备5部分组成
2,存储程序思想把计算过程描述为由许多命令按一定顺序组成的程序,然后把程序和数据一起输入计算机,计算机对已存入的程序和数据处理后,输出结果
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,由于他对现代计算机技术的突出贡献,因此冯诺依曼又被称为计算机之父
扩展资料
根据冯诺依曼体系结构构成的计算机,必须具有如下功能:
1,把需要的程序和数据送至计算机中
2,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
3,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
4,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
5,能够按照要求将处理结果输出给用户
为了完成上述的功能,计算机必须具备五大基本组成部件,包括:
输入数据和程序的输入设备;记忆程序和数据的存储器;完成数据加工处理的运算器;控制程序执行的控制器输出处理结果的输出设备
参考资料来源:百度百科-冯诺依曼理论
1采用二进制数的形式表示数据和指令;
2将指令和数据顺序都存放在存储器中;
3由控制器,运算器,存储器,输入设备和输出设备五大部分组成计算机
存储程序与程序控制存储程序是指人们必须事先把计算机的执行步骤序列(即程序)及运行中所需的数据,通过一定方式输入并存储在计算机的存储器中程序控制是指计算机运行时能自动地逐一取出程序中一条条指令,加以分析并执行规定的操作到目前为止,尽管计算机发展了4代,但其基本工作原理仍然没有改变根据存储程序和程序控制的概念,在计算机运行过程中,实际上有两种信息在流动一种是数据流,这包括原始数据和指令,它们在程序运行前已经预先送至主存中,而且都是以二进制形式编码的在运行程序时数据被送往运算器参与运算,指令被送往控制器另一种是控制信号,它是由控制器根据指令的内容发出的,指挥计算机各部件执行指令规定的各种操作或运算,并对执行流程进行控制这里的指令必须为该计算机能直接理解和执行
计算机由运算器,存储器,控制器和输入设备,输出设备五大部件组成
指令和数据以不同等地位存放于存储器内,并可按地址寻访
指令和数据均用二进制码表示
指令由操作码和地址码组成,操作码用来表示操作的性质,地址码用来表示操作数所在存储器中的位置
指令在存储器内按顺序存放通常,指令是顺序执行的,在特定条件下,可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序
数字计算机的数制采用二进制;计算机应该按照程序顺序执行
根据冯诺依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
为了完成上述的功能,计算机必须具备五大基本组成部件,包括:
输人数据和程序的输入设备记忆程序和数据的存储器完成数据加工处理的运算器控制程序执行的控制器输出处理结果的输出设备
存储程序与程序控制存储程序是指人们必须事先把计算机的执行步骤序列(即程序)及运行中所需的数据,通过一定方式输入并存储在计算机的存储器中程序控制是指计算机运行时能自动地逐一取出程序中一条条指令,加以分析并执行规定的操作到目前为止,尽管计算机发展了4代,但其基本工作原理仍然没有改变根据存储程序和程序控制的概念,在计算机运行过程中,实际上有两种信息在流动一种是数据流,这包括原始数据和指令,它们在程序运行前已经预先送至主存中,而且都是以二进制形式编码的在运行程序时数据被送往运算器参与运算,指令被送往控制器另一种是控制信号,它是由控制器根据指令的内容发出的,指挥计算机各部件执行指令规定的各种操作或运算,并对执行流程进行控制这里的指令必须为该计算机能直接理解和执行
计算机基本工作原理
冯诺依曼原理
世界上第一台计算机基于冯诺依曼原理,其基本思想是:存储程序与程序控制存储程序是指人们必须事先把计算机的执行步骤序列(即程序)及运行中所需的数据,通过一定方式输入并存储在计算机的存储器中程序控制是指计算机运行时能自动地逐一取出程序中一条条指令,加以分析并执行规定的操作到目前为止,尽管计算机发展了4代,但其基本工作原理仍然没有改变根据存储程序和程序控制的概念,在计算机运行过程中,实际上有两种信息在流动一种是数据流,这包括原始数据和指令,它们在程序运行前已经预先送至主存中,而且都是以二进制形式编码的在运行程序时数据被送往运算器参与运算,指令被送往控制器另一种是控制信号,它是由控制器根据指令的内容发出的,指挥计算机各部件执行指令规定的各种操作或运算,并对执行流程进行控制这里的指令必须为该计算机能直接理解和执行
计算机指令与指令系统
指令是指计算机完成某个基本操作的命令指令能被计算机硬件理解并执行一条指令就是计算机机器语言的一个语句,是程序设计的最小语言单位
一台计算机所能执行的全部指令的集合,称为这台计算机的指令系统指令系统比较充分地说明了计算机对数据进行处理的能力不同种类的计算机,其指令系统的指令数目与格式也不同指令系统越丰富完备,编制程序就越方便灵活指令系统是根据计算机使用要求设计的
一条计算机指令是用一串二进制代码表示的,它通常应包括两方面的信息:操作码和地址码操作码用来表征该指令的操作特性和功能,即指出进行什么操作;地址码指出参与操作的数据在存储器中的地址一般情况下,参与操作的源数据或操作后的结果数据都在存储器中,通过地址可访问该地址中的内容,即得到操作数
CPU访问存储器需要一定的时间,为了提高运算速度,有时也将参与运算的数据或中间结果存放在CPU寄存器中或者直接存放在指令中
通常一台计算机硬件系统,由五个必要的部分组成:控制器,计算器,存储器,输入设备和输出设备而在微型计算机中,是把控制器和计算器整合集成在一个集成块中,这就是CPU了
CPU是一台微机的核心部件,顾名思义,计算机的控制和计算都是由它来完成的,所以有人把它比喻为人的大脑由CPU的型号,就可以大体判断一台计算机的等级高低
这18条背下来没人敢和你忽悠CPU
第3个采用()结构的计算机即精简指令系统计算机,具有十分简单的指令系统,指令长度固定,指令格式与种类相对较少,寻址方式也相对较少,每条指令的执行速度相当快等特点,具有很高的性能/价格比
第4个你所谓的虚拟存储器是不是虚拟内存
虚拟内存是用硬盘空间做内存来弥补计算机RAM空间的缺乏当实际RAM满时(实际上,在RAM满之前),虚拟内存就在硬盘上创建了当物理内存用完后,虚拟内存管理器选择最近没有用过的,低优先级的内存部分写到交换文件上这个过程对应用是隐藏的,应用把虚拟内存和实际内存看作是一样的
在Windows2000(XP)目录下有一个名为pagefile.sys的系统文件(Windows98下为Win386.swp),它的大小经常自己发生变动,小的时候可能只有几十兆,大的时候则有数百兆,这种毫无规律的变化实在让很多人摸不着头脑其实,pagefile.sys是Windows下的一个虚拟内存,它的作用与物理内存基本相似,但它是作为物理内存的后备力量而存在的,也就是说,只有在物理内存已经不够使用的时候,它才会发挥作用高速缓冲存储器(Cache)实际上是为了把由DRAM组成的大容量内存储器都看做是高速存储器而设置的小容量局部存储器,一般由高速SRAM构成这种局部存储器是面向CPU的,引入它是为减小或消除CPU与内存之间的速度差异对系统性能带来的影响Cache通常保存着一份内存储器中部分内容的副本(拷贝),该内容副本是最近曾被CPU使用过的数据和程序代码Cache的有效性是利用了程序对存储器的访问在时间上和空间上所具有的局部区域性,即对大多数程序来说,在某个时间片内会集中重复地访问某一个特定的区域如PUSH/POP指令的操作都是在栈顶顺序执行,变量会重复使用,以及子程序会反复调用等,就是这种局部区域性的实际例证因此,如果针对某个特定的时间片,用连接在局部总线上的Cache代替低速大容量的内存储器,作为CPU集中重复访问的区域,系统的性能就会明显提高
系统开机或复位时,Cache中无任何内容当CPU送出一组地址去访问内存储器时,访问的存储器的内容才被同时拷贝到Cache中此后,每当CPU访问存储器时,Cache控制器要检查CPU送出的地址,判断CPU要访问的地址单元是否在Cache中若在,称为Cache命中,CPU可用极快的速度对它进行读/写操作;若不在,则称为Cache未命中,这时就需要从内存中访问,并把与本次访问相邻近的存储区内容复制到Cache中未命中时对内存访问可能比访问无Cache的内存要插入更多的等待周期,反而会降低系统的效率而程序中的调用和跳转等指令,会造成非区域性操作,则会使命中率降低因此,提高命中率是Cache设计的主要目标
冯诺依曼计算机结构是指以二进制和存储程序控制为核心的通用电子数字计算机体系结构冯诺依曼体系结构的基本设计思想就是存储程序和程序控制,具有以下特点:
(1)采用二进制形式表示数据和指令在存储程序的计算机中,数据和指令都是以二进制形式存储在存储器中的
(2)采用存储程序方式这是冯诺依曼思想的核心内容它意味着实现编制程序,事先将程序(包含指令和数据)存入主存储器中,计算机在运行程序是就能自动的,连续的依次从存储器中取出指令且执行这是计算机能高速自动存取的基础计算机的工作体现为执行程序,计算机功能的扩展在很大程度上也体现为存储程序的扩展计算机的许多具体工作方式也是由此派生的
冯诺依曼记得这种工作方式,可称为控制流(指令流)驱动方式即按照指令的执行序列,依次读取指令,然后根据指令所含的控制信息,调用数据进行处理因此在执行程序的过程中,始终以控制信息流为驱动工作的因素,而数据信息流则是被动的被调用处理
(3)由运算器,存储区,控制器,输入设备和输出设备五大部件组成计算机系统,并规定了这五部分的基本功能
上述这些概念奠定了现代计算机的基本结构思想,到目前为止,绝大多数计算机仍沿用这一体制,即冯诺依曼型计算机体制
是存储程序和程序控制原理
1945年,冯诺依曼提出的,是现代计算机的理论基础
存储程序和程序控制原理的要点是:程序输入到计算机中,存储在内存储器中(存储原理),在运行时,控制器按地址顺序取出存放在内存储器中的指令(按地址顺序访问指令),然后分析指令,执行指令的功能,遇到转移指令时,则转移到转移地址,再按地址顺序访问指令(程序控制)
基础是:2进制容易用物理电路来实现
电路状态即存储
读取电路状态即控制
你好
很高兴回答你的问题,但是又很遗憾,对于你的问题又无能为力也许你自己已经找到答案
明天就是新的一年了,在这里祝你在新的一年里,心想事成
计算机系统概述
计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分计算机通过执行程序而运行,计算机工作时软硬件协同工作,二者缺一不可
硬件(Hardware)是构成计算机的物理装置,是看得见,摸得着的一些实实在在的有形实体一个计算机硬件系统,从功能级角度而言包五大功能部件:运算器,控制器,存储器,输入设备和输出设备
硬件是计算机能够运行的物质基础,计算机的性能,如运算速度,存储容量,计算精度,可靠性等,很大程度上取决于硬件的配置只有硬件而没有任何软件支持的计算机称为裸机在裸机上只能运行机器语言程序,使用很不方便,效率也低
软件(Software)是指使计算机运行需要的程序,数据和有关的技术文档资料软件是计算机的灵魂,是发挥计算机功能的关键有了软件,人们可以不必过多地去了解机器本身的结构与原理,可以方便灵活地使用计算机软件屏蔽了下层的具体计算机硬件,形成一台抽象的逻辑计算机(也称虚拟机),它在用户和计算机(硬件)之间架起了桥梁
软件通常分为系统软件和应用软件两大类系统软件是计算机制造者提供的使用和管理计算机的软件,它包括操作系统,语言处理系统,常用服务程序等应用软件是计算机用户用计算机及其提供的各种系统软件开发的解决各种实际问题的软件
必须指出,在计算机系统中,硬件和软件之间并没有一条明确的分界线一般来说,任何一个由软件完成的操作也可以直接由硬件来实现,而任何一个由硬件所执行的指令也能够用软件来完成软件和硬件之间的界线是经常变化的今天的软件可能就是明天的硬件,反之亦然
计算机硬件系统组成
从功能上来看,计算机的硬件系统由运算器,控制器,存储器,输入设备和输出设备组成,五大部分由总线连接控制器和运算器合在一起被称为中央处理器CPU(CentralProcessingUnit)
计算机基本工作原理
冯诺依曼原理
世界上第一台计算机基于冯诺依曼原理,其基本思想是:存储程序与程序控制存储程序是指人们必须事先把计算机的执行步骤序列(即程序)及运行中所需的数据,通过一定方式输入并存储在计算机的存储器中程序控制是指计算机运行时能自动地逐一取出程序中一条条指令,加以分析并执行规定的操作到目前为止,尽管计算机发展了4代,但其基本工作原理仍然没有改变根据存储程序和程序控制的概念,在计算机运行过程中,实际上有两种信息在流动一种是数据流,这包括原始数据和指令,它们在程序运行前已经预先送至主存中,而且都是以二进制形式编码的在运行程序时数据被送往运算器参与运算,指令被送往控制器另一种是控制信号,它是由控制器根据指令的内容发出的,指挥计算机各部件执行指令规定的各种操作或运算,并对执行流程进行控制这里的指令必须为该计算机能直接理解和执行
计算机指令与指令系统
指令是指计算机完成某个基本操作的命令指令能被计算机硬件理解并执行一条指令就是计算机机器语言的一个语句,是程序设计的最小语言单位
一台计算机所能执行的全部指令的集合,称为这台计算机的指令系统指令系统比较充分地说明了计算机对数据进行处理的能力不同种类的计算机,其指令系统的指令数目与格式也不同指令系统越丰富完备,编制程序就越方便灵活指令系统是根据计算机使用要求设计的
一条计算机指令是用一串二进制代码表示的,它通常应包括两方面的信息:操作码和地址码操作码用来表征该指令的操作特性和功能,即指出进行什么操作;地址码指出参与操作的数据在存储器中的地址一般情况下,参与操作的源数据或操作后的结果数据都在存储器中,通过地址可访问该地址中的内容,即得到操作数
CPU访问存储器需要一定的时间,为了提高运算速度,有时也将参与运算的数据或中间结果存放在CPU寄存器中或者直接存放在指令中
计算机的工作原理
指令
指令是用来规定计算机执行的操作和操作对象所在存储位置的一个二进制位串
指令的格式
一条指令由操作码和地址码两部分组成例如二地址指令格式如下:操作码地址码1地址码2操作码:用来指出计算机应执行何种操作的一个二进制代码具体说明指令的性质或功能,每条指令只有一个操作码例如,加法,减法,乘法,除法,取数,存数等各种基本操作均有各自相应的操作码地址码:指出该指令所操作(处理)的对象(称为操作数)所在存储单元的地址包括着操作数的来源,结果的去向或下一条指令的地址等信息,不同指令中地址码的个数可以不一样
指令系统
定义一台计算机所能识别并执行的全部指令的集合,称为该台计算机的指令系统指令系统中有数以百计的不同指令
指令的分类:
1,数据传送指令:用于把存储器或寄存器中的某个操作数复制到指定的存储单元或寄存器中去
例如:MOVCL,05H
解释:将05H保存到寄存器CL中
2,算术运算指令:用于完成两个操作数的加,减,乘,除等各种算术运算
例如:CX=0029H,SI04EDH,执行指令ADDSI,CX之后
将寄存器SI中存储的数04EDH和寄存器CX中存储的数0029H相加,
并把结果存在寄存器SI中
验算过程如下:
0029H
+04EDH
0516H
结果SI0516H
3,逻辑运算指令:用于完成两个操作数的逻辑加,逻辑乘,按位加等各种逻辑运算
例如:按位求反指令
BLFBH,执行指令NOTBL后,
BL(11111011)2
取反后BL(00000100)204H
4,移位运算指令:用于完成指定操作数的各种类型的移位操作
5,位与位串操作:计算机中越来越重视非数值数据的操作,包括位与位串的装入,存储,传送比较,重复执行等,也可包括位串的插入,型存取
6,控制与转移指令:通常程序中的指令多数是依次序一条条的顺序执行,但根据指令执行的结果,也可以跳到其他指令或其他程序段去执行具有这种功能的就是各种类型的转移指令
7,输入/输出指令:在微机中,往往把输入/输出设备中与主机可交换数据的寄存器称为I/O端口同时,把各个I/O端口统一编址使用输入/输出指令,就可以去存取各种外部设备的I/O端口,实现数据的输入/输出
8,其它指令:包括各种处理器控制指令,它们往往由操作系统专用
兼容性问题
每种CPU都有自己独特的指令系统,用某一类计算机的机器语言编制的程序难以在其他各类计算机上运行,这个问题称之为指令不兼容向下兼容:如586机器语言向下兼容486机器语言程序
指令精简问题精简指令系统计算机RISC
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程序
为解决某一问题而设计的一系列指令称为程序程序和相关数据存放在存储器中,计算的工作就是执行存放在存储器中的程序计算机运行程序的过程就是一条一条地执行指令的过程
程序的执行又自动地控制着整个计算机的全部操作这就是50年前美国数学家冯诺依曼提出的程序存储和程序控制的思想这也是目前计算机的基本工作方式
指令的执行
一条指令的执行过程大体如下:
(1)指令预取部件向指令快存提取一条指令,若快存中没有,则向总线接口部件发出请求,要求访问存储器,取得一条指令;
(2)总线接口部件在总线空闲时,通过总线从存储器中取出一条指令,放入快存和指令预取部件;
(3)指令译码部件从指令预取部件中取得该指令,并把它翻译成起控制作用的微码;
(4)地址转换与管理部件负责计算出该指令所使用的操作数的有效物理地址,需要时,请求总线接口部件,通过总线从存储器中取得该操作数;
(5)执行单元按照指令操作码的要求,对操作数完成规定的运算处理,并根据运算结果修改或设置处理器的一些状态标志;
(6)修改地址转换与管理部件中的指令地址,提供指令预取部件预取指令时使用
Pentium处理器中的流水线过程
由于Pentium中有两个整数ALU,所以它能同时执行两条流水线,这种结构称为超标量结构(Superscalar)
先是转存
然后在是读取
最后在存储
基本上是这个过程
不是很详细
计算机的基本原理:存储程序控制原理
该原理的特点是:(1):在执行程序和处理数据时必需将程序和数据装入存储器中,然后才能使计算机在工作时能够自动地从存储器中取出指令并加以执行
(2):用二进制形式表示数据和指令
(3):对计算进行集中的顺序控制
(4):计算机系统由运算器,存储器,控制器,输入设备,输出设备等5大部件组成
冯诺依曼存储程序工作原理的核心包含两层含义:首先,将编写好的程序和原始的数据存储在计算机的存储器中,即存储程序;其次,计算机按照存储的程序逐条取出指令加以分析,并执行指令所规定的操作,即程序控制
事先编制程序,事先存储程序,在这个比方中,旅游者相当于计算机,参观景点相当于做运算,相当于计算机自动连续执行程序了,相当于把地图放在身边,按照地图不断参观景点,地图上有各个景点的位置和汽车线路,当我们参观完一个景点的时候,我们拿出地图,就要把运算的步骤编成程序,相当于比方中的地图,并且要把程序实现存储起来
总结得出:存储程序工作方式,按照汽车线路到达新的景点,然后又按照地图又到达另一个景点,采用这种方法指导参观完所有的景点,需要随身带一个地图这是个诺依曼体质的核心概念存储程序上怎么工作的呢?可以打个比方
如果我们要到陌生的地方去旅游,要让计算机自动完成运算
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