計算機組成原理：計算機的體系與結構

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本文完整的思惟導圖我總結到了幕布中：傳送門

1、早期計算機

在早期計算機裏，只存在一個特定用途的程序。若是須要更改程序必須從新設計電路結構，至關的麻煩。

2、馮·諾依曼體系結構

爲了解決早期計算機存在的問題，美籍匈牙利數學家 約翰·馮·諾伊曼 在 1946 年提出了存儲程序原理：把程序自己看成數據來對待，程序和該程序處理的數據用一樣的方式儲存。

1. 馮·諾伊曼結構的要點：

第 1 點：計算機的數制採用 二進制

第 2 點：計算機應該按照程序 順序執行

計算機運行過程當中，把要執行的程序和處理的數據首先存入主存儲器（內存），計算機執行程序時，將自動地並按順序從主存儲器中取出指令一條一條地執行，這一律念稱做順序執行程序。

第 3 點：計算機硬件由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五大部分組成

• 輸入設備：負責把須要的程序和數據送至計算機中。

• 存儲器：可以長期記憶程序、數據、中間結果及最終運算結果的能力。

• 運算器 + 控制器：具有算術、邏輯運算和數據傳送等數據加工處理的能力。

• 輸出設備：按照要求將處理結果輸出給用戶。

2. 馮·諾伊曼結構的做用

馮·諾伊曼體系結構是現代計算機的基礎，如今大多計算機還是馮·諾伊曼計算機的組織結構，只是做了一些改進而已，並無從根本上突破馮體系結構的束縛。馮·諾伊曼也所以被人們稱爲「計算機之父」。

3. 馮·諾依曼瓶頸

CPU 和存儲器速率之間的問題沒法調和。因爲 CPU 的處理速度遠遠大於存儲設備的傳輸速度，所以 CPU 常常空轉等待數據傳輸，這樣嚴重浪費了 CPU 資源。

3、現代計算機結構

現代計算機在馮·諾依曼體系結構基礎上進行修改，主要解決 CPU 與存儲設備之間的性能差別問題，能夠理解爲以存儲器爲核心的一種結構。

本文的參考資料

慕課網之《編程必備基礎：計算機組成原理、操做系統、計算機網絡》