简述冯诺依曼体系

简述冯诺依曼体系

1、发展背景

英国科学家图灵的贡献是建立了图灵机的理论模型，奠定了人工智能的基础。而冯· 诺依曼则是首先提出了计算机体系结构的设想。
1946年美籍匈牙利科学家冯·诺依曼提出存储程序原理，把程序本身当作数据来对待，程序和该程序处理的数据用同样的方式存储，并确定了存储程序计算机的五大组成部分和基本工作方法。
半个多世纪以来，计算机制造技术发生了巨大变化，但冯· 诺依曼体系结构仍然沿用至今，人们总是把冯· 诺依曼称为"计算机鼻祖"。

2、体系结构

存储程序、顺序执行、采用二进制

(1)采用存储程序方式，指令和数据不加区别混合存储在同一个存储器中。

(2)存储器是按地址访问的线性编址的一维结构，每个单元的位数是固定的。

(3)指令由操作码和地址组成。

(4)通过执行指令直接发出控制信号控制计算机的操作。

(5)以运算器为中心，I/O设备与存储器间的数据传送都要经过运算器。

(6)数据以二进制表示。

3、组成部分

由五部分组成：

（1）输入设备 键盘
（2）输出设备 显示屏
（3）运算器 用于完成 算术运算 和 逻辑运算
（4）控制器
（5）存储器 分内外（内为电脑自带，外为硬盘光盘等）

4、 冯诺依曼体系具备功能

（1）把需要的程序和数据送至计算机中（复制）

（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（硬盘）

（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（ALU）

（4）能够根据需要控制程序的走向，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的结果输出给用户。

5、注意

a) 存储器指的是 内存，而不是 外存(磁盘)

b) 不考虑缓存的情况下，这里的 CPU 能且只能对内存进行读写，不能访问外设(输入或输出设备)

c）外设(输入或输出设备)要进行输入或者输出数据时，也只能写入内存或者从内存中读取数据

d) 所有设备都只能直接和内存打交道