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：馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)（掌握）學(xué)習(xí)目標(biāo)：是要對馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)與工作原理有一個全面的認識。難點：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、國防……思考題：計算機可以做什么？給您印象是？現(xiàn)在計算機給人印象是無所不能！這一切得益于計算機技術(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)為計算機發(fā)展奠定了基礎(chǔ)！1.1馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)1.計算機組成是人眼可見的，而計算機體系結(jié)構(gòu)是人眼看不見的東西，它是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，在它內(nèi)部存在多級的層次結(jié)構(gòu)。2.計算機組成是計算機的外部，是使用人員所關(guān)心的系統(tǒng)硬件指標(biāo)參數(shù)；而計算機實現(xiàn)是計算機的內(nèi)部，是制造人員關(guān)心的內(nèi)容憑您直觀的感覺，計算機由哪幾部分組成？1.1馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)用戶級高級語言級匯編語言級系統(tǒng)軟件級

機器級控制級數(shù)字邏輯級

應(yīng)用軟件

系統(tǒng)軟件

軟硬件界面物理機虛擬機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)、庫代碼)Level4(匯編語言代碼)Level5(C++，Java，等)Level6(可執(zhí)行程序)計算機系統(tǒng)按語言級分為七層：計算機的實現(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)幾個基本概念間的關(guān)系體系結(jié)構(gòu)、計算機組成、計算機實現(xiàn)計算機體系結(jié)構(gòu)診斷計算機組成操作系統(tǒng)指令系統(tǒng)應(yīng)用程序計算機實現(xiàn)

由圖示可見，體系結(jié)構(gòu)在整個計算機系統(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：1)存儲程序2)順序執(zhí)行3)采用二進制十進制→計算機指令馮?諾依曼提出二進制機器碼表示計算機指令格式？1.1馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)運算器（ALU，ArithmeticLogicUnit）—馮?諾依曼計算機組成（五大部分）：控制器（Controler）存儲器（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：計算機處理的數(shù)據(jù)和指令一律用二進制數(shù)表示；指令和數(shù)據(jù)不加區(qū)別混合存儲在同一個存儲器中；順序執(zhí)行程序的每一條指令；計算機硬件由運算器、控制器、存儲器、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)的計算機必須具有如下功能：把需要的程序和數(shù)據(jù)送至計算機中必須具有長期記憶程序、數(shù)據(jù)、中間結(jié)果及最終運算結(jié)果的能力能夠完成各種算術(shù)、邏輯運算和數(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·諾依曼型計算機從本質(zhì)上講是采取串行順序處理的工作機制，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)計算機功能圖1.2馮諾依曼體系工作原理計算機的基本工作原理是存儲程序和程序控制，按照程序編排的順序，一步一步地取出命令，自動地完成指令規(guī)定的操作?；具^程如下：1、預(yù)先把指揮計算機如何進行操作的指令序列（稱為程序）和原始數(shù)據(jù)輸入到計算機內(nèi)存中，每一條指令中明確規(guī)定了計算機從哪個地址取數(shù)，進行什么操作，然后送到什么地方去等步驟。2、計算機在運行時，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，再從存儲器中取出數(shù)據(jù)進行指定的運算和邏輯操作等，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，依此進行下去，直到遇到停止指令。3、計算機中基本上有兩股信息在流動。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)