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冯诺依曼体系结构推导
内存提高冯诺依曼体系结构效率的方法
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与冯诺依曼体系结构相关的一些知识 冯诺依曼体系结构推导
计算机的存在就是为了解决问题#xff0c;而解…目录
冯·诺依曼体系结构推导
内存提高冯·诺依曼体系结构效率的方法
你使用QQ和朋友聊天时整个数据流是怎么流动的不考虑网络情况
与冯·诺依曼体系结构相关的一些知识 冯·诺依曼体系结构推导
计算机的存在就是为了解决问题而解决问题首先需要将数据或是问题输入到计算机当中所以计算机必须要有输入设备计算机解决完问题后还需要将计算结果输出显示出来所以计算机必须要有输出设备。计算机通过输入设备得到数据数据在计算机当中进行一系列算术运算和逻辑运算后通过输出设备进行输出于是就得到了一下流程图 但是计算机当中只有算术运算和逻辑运算功能以及控制功能是不够的还需要有控制功能控制何时从输入设备获取数据何时输出数据到输出设备等。对应到C语言当中算术运算就完成一系列的加减乘除而逻辑运算就对应于一系列的逻辑与逻辑或等控制功能就对应于C语言当中的判断循环以及各个函数之间的跳转等等 而这个具有算术运算逻辑运算以及控制功能的设备被我们称为中央处理器cpu
但是输入设备和输出设备相对于中央处理器来说是非常慢的于是在当前这个体系整体呈现出来的就是输入设备和输出设备很慢而CPU很快根据木桶原理最后整个体系呈现出来的速度将会很慢 所以以上体系结构虽然可以使用但是还不够完善于是为了解决输入输出设备和cpu配合使用慢的问题我们可以通过在它们之间加入存储器也就是内存提高整个体系的速度内存的速度比输入输出设备快很多但是比cpu慢内存在整个体系结构当中起着缓冲的作用总的来说还是提高了整个体系的速度 现在这个体系的运行流程就是用户通过输入设备向内存中写入数据cpu读取数据时会直接到内存当中读取cpu处理完读取到的数据之后再将数据较放回内存最后内存会把数据交给输出设备进行输出显示 内存提高冯·诺依曼体系结构效率的方法
内存具有存储数据的能力虽然它的大小只有4G/8G但是既然内存有大小那么它就有预装数据的能力这就是提高整个体系结构效率的原因
根据统计学原理当一个数据正在被访问时那么下一次有很大可能会访问其周围的数据。所以当CPU需要获取某一段数据时内存可以将该行数据之后的数据一同加载进来而CPU处理数据和内存加载数据是可以同时进行的这样下次CPU就可以直接从内存中获取数据
输出数据的时候也一样CPU处理完数据后直接将数据放到内存当中当输出设备需要时再到内存中获取即可这也就有了我们平常所说的缓冲区的概念。例如缓冲区满了才将数据打印到屏幕上使用fflush函数将缓冲区当中的数据直接输出之类的都是将内存当中的数据直接拿到输出设备当中进行显示输出
你使用QQ和朋友聊天时整个数据流是怎么流动的不考虑网络情况
登录qqqq这款软件加载到内存中然后中央处理器开始执行qq的代码我使用输入设备键盘将信息放到内存中然后CPU进行打包计算计算完成之后将数据放回到内存中通过输出设备网卡显示器 你的朋友通过输入设备网卡接收到你发来的数据这些数据会放入到内存中再由CPU进行解包解压操作经过CPU处理完之后再放回到内存中最后由输出设备qq的对话框进行读取数据
与冯·诺依曼体系结构相关的一些知识 根据冯·诺依曼体系结构图我们可以知道站再硬件角度或是数据层面上CPU只和内存打交道外设也只和内存打交道。到这里我们也可以说明一个问题为什么程序运行之前必须先加载到内存
因为可执行程序文件存在于硬盘外设上的而CPU只能从内存中获取数据所以必须先将硬盘上的数据加载到内存也就是必须先将程序加载到内存
常见的输入输出设备拓展
输入设备键盘摄像头话筒磁盘网卡鼠标扫描仪等
输出设备显示器播放器硬件磁盘网卡打印机等
注意同种设备在不同的场景下可能是输入设备也可能是输出设备例如网卡
CPU中存在寄存器实际寄存器不仅仅存在于CPU中在其他外设中也是存在寄存器的例如当我们在敲击键盘的时键盘是先将获取到的内容存储到寄存器当中然后通过寄存器将数据写到内存中
在物理层面上各个硬件单元之间是通过总线链接的外设与内存之间的总线叫做IO总线内存与CPU之间的总线叫做系统总线
