【计算机组成原理】1.1计算机的软硬件组成(记录学习计算机组成原理)

文章目录

本次及以后有关于计算机组成原理的文章,旨在做学习时的记录和知识的分享。不论是应对期末考试,还是考研都是很有帮助的。希望大家多多支持更新!!!❤️❤️❤️

1.早期的冯诺依曼机

  • 在早期的ENIAC计算机中,程序员们需要手动将线插入电脑中,来控制计算机的计算,因此计算机运行速度的优势就被手工接线这种方法给中和掉了。为了解决这个问题,冯诺依曼提出了"存储程序"的概念。
  • 所谓存储程序就是:提前将指令以二进制的方式写好,将它存储在计算机的主存储器当中,然后交给计算机按其在存储器当中的首地址开始执行第一条指令,之后一条一条执行,直至程序结束。

2.早期冯诺依曼机的基本运行框图

  • 输入设备:将外部的数据和程序等信息转化成计算机能识别的形式(二进制形式);
  • 储存器:存放数据和程序;
  • 运算器:进行算术运算和逻辑运算;
  • 输出设备:将结果转化为人们熟悉的形式(图片、声音、文字等);
  • 控制器:指挥程序的运行;

在计算机系统中,软件和硬件在逻辑上是等价的。比如:给你一个乘法运算,用软件执行的成本要比硬件的成本要低,但速度要比硬件的慢。硬件(设计以专门的电路)刚好相反。

3.早期冯诺依曼机的特点

  1. 计算机有五大部件组成(其中输出/输入设备可被称为I/O设备)
  2. 指令和数据以同等的地位储存在存储器当中,可按地址寻访
  3. 指令和数据都是以二进制的方式表示
  4. 指令由操作码和地址码组成
  5. 储存程序
  6. 以运算器为中心(输入/输出设备与储存器之间的数据传送通过运算器来完成),缺点:导致数据计算的效率降低。

举一个加工厂的例子:

如果销售部门要拿商品出来买时,得先从生产加工部门发出请求,然后由生产加工部门从仓储部门拿出商品后,再把它交给销售部门。那有的人会想❓,我直接从仓储部门拿出看来不就好了,何必大费周章呢?如果你这么想,那恭喜你,你已经跟上了计算机科学家们的脚步了。

4.现代计算机的结构

通过输入设备将外部的数据和程序转化为计算机熟悉的形式,再将他们存放在存储器当中,由运算器从储存器获取数据进行算术和逻辑的运算,再将运算后的结果存放回储存器当中,最后再由输出设备将这些数据和程序转化为人们熟悉的形式。当然在这些步骤中,必然少不了控制器有条不紊的指挥。

差异:这种模式相比早期的冯诺依曼结构的运算效率快了不少,现代计算机是以储存器为中心。

CPU = 运算器 + 控制器

这里需要知道是的是:SSD属于辅存,是输入设备的一种。

5. 小结

本文主要是讲解了基于早期的冯诺依曼机的组成逻辑结构,逐渐延伸到了现代的计算机逻辑结构。其中还讲解了硬件的基本组成,旨在为后面的学习打好基础。

相关推荐
西岸行者13 天前
学习笔记:SKILLS 能帮助更好的vibe coding
笔记·学习
悠哉悠哉愿意13 天前
【单片机学习笔记】串口、超声波、NE555的同时使用
笔记·单片机·学习
别催小唐敲代码13 天前
嵌入式学习路线
学习
毛小茛13 天前
计算机系统概论——校验码
学习
babe小鑫13 天前
大专经济信息管理专业学习数据分析的必要性
学习·数据挖掘·数据分析
winfreedoms13 天前
ROS2知识大白话
笔记·学习·ros2
在这habit之下13 天前
Linux Virtual Server(LVS)学习总结
linux·学习·lvs
我想我不够好。13 天前
2026.2.25监控学习
学习
im_AMBER13 天前
Leetcode 127 删除有序数组中的重复项 | 删除有序数组中的重复项 II
数据结构·学习·算法·leetcode
CodeJourney_J13 天前
从“Hello World“ 开始 C++
c语言·c++·学习