計算機硬體及馮 諾依曼結構

2021-10-19 09:19:13 字數 3127 閱讀 4048

電源電源是電腦中不可缺少的供電裝置,它的作用是將220v交流電轉換為電腦中使用的5v、12v、3.3v直流電,其效能的好壞,直接影響到其他裝置工作的穩定性,進而會影響整機的穩定性。手提電腦在自帶鋰電池情況下,為手提電腦提供有效電源。

主機板主機板,也叫母板,安裝在計算機主機箱內,是計算機最基本也是最重要的部件之一,在整個計算機系統中扮演著舉足輕重的角色。主機板製造質量的高低,決定了硬體系統的穩定性。主機板與cpu關係密切,每一次cpu的重大公升級,必然導致主機板的換代。主機板是計算機硬體系統的核心,也是主機箱內面積最大的一塊印刷電路板。主機板的主要功能是傳輸各種電子訊號,部分晶元也負責初步處理一些外圍資料。計算機主機中的各個部件都是通過主機板來連線的,計算機在正常執行時對系統記憶體、儲存裝置和其他i/o裝置的操控都必須通過主機板來完成。計算機效能是否能夠充分發揮,硬體功能是否足夠,以及硬體相容性如何等,都取決於主機板的設計。主機板的優劣在某種程度上決定了一台計算機的整體效能、使用年限以及功能擴充套件能力 。

主機板採用了開放式結構。主機板上大都有6-15個擴充套件插槽,供pc機外圍裝置的控制卡(介面卡)插接。通過更換這些插卡,可以對微機的相應子系統進行區域性公升級,使廠家和使用者在配置機型方面有更大的靈活性。總之,主機板在整個微機系統中扮演著舉足輕重的角色。可以說,主機板的型別和檔次決定著整個微機系統的型別和檔次,主機板的效能影響著整個微機系統的效能 。

**處理器(cpu),是電子計算機的主要裝置之一,電腦中的核心配件。其功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟體中的資料。cpu是計算機中負責讀取指令,對指令解碼並執行指令的核心部件。**處理器主要包括兩個部分,即控制器、運算器,其中還包括高速緩衝儲存器及實現它們之間聯絡的資料、控制的匯流排。電子計算機三大核心部件就是cpu、內部儲存器、輸入/輸出裝置。**處理器的功效主要為處理指令、執行操作、控制時間、處理資料。

在計算機體系結構中,cpu 是對計算機的所有硬體資源(如儲存器、輸入輸出單元) 進行控制調配、執行通用運算的核心硬體單元。cpu 是計算機的運算和控制核心。計算機系統中所有軟體層的操作,最終都將通過指令集對映為cpu的操作。

記憶體

在計算機的組成結構中有乙個很重要的部分是儲存器。它是用來儲存程式和資料的部件。

對於計算機來說,有了儲存器,才有記憶功能,才能保證正常工作。

儲存器的種類很多。按其用途可分為主儲存器和輔助儲存器,主儲存器又稱記憶體儲器(簡稱記憶體,港台稱之為記憶體)。

記憶體又稱主存。它是cpu能直接定址的儲存空間,由半導體器件製成。特點是訪問速率快。

記憶體是電腦中的主要部件,它是相對於外存而言的。

我們平常使用的程式,如:windows作業系統、打字軟體、遊戲軟體等。一般安裝在硬碟等外存上,但僅此是不能使用其功能,必須把它們調入記憶體中執行,才能真正使用其功能。

我們平時輸入一段文字或玩乙個遊戲,其實是在記憶體中進行。好比在乙個書房,存放書籍的書架和書櫃相當於電腦的外存,我們工作的辦公桌相當於記憶體。

通常,我們把要永久儲存、大量資料儲存在外存上,把一些臨時或少量的資料和程式放在記憶體上。當然,記憶體的好壞會直接影響電腦的執行速度。

記憶體是暫時儲存程式以及資料的地方。當我們使用wps處理文稿時,當你在鍵盤上敲入字元時,它被存入記憶體中。當你選擇存檔時,記憶體中的資料才會被存入硬(磁)盤。

硬碟

音效卡顯示卡

顯示卡在工作時與顯示器配合輸出圖形、文字,作用是將計算機系統所需要的顯示資訊進行轉換驅動,並向顯示器提供行掃瞄訊號,控制顯示器的正確顯示,是連線顯示器和個人電腦主機板的重要元件,是「人機對話」的重要裝置之一。

網絡卡網絡卡是工作在資料鏈路層的網路元件,是區域網中連線計算機和傳輸介質的介面,不僅能實現與區域網傳輸介質之間的物理連線和電訊號匹配,還涉及幀的傳送與接收、幀的封裝與拆封、介質訪問控制、資料的編碼與解碼以及資料快取的功能等。網絡卡的作用是充當電腦與網線之間的橋梁,它是用來建立區域網並連線到internet的重要裝置之一。

在整合型主機板中常把音效卡、顯示卡、網絡卡部分或全部整合在主機板上。

​ 美籍匈牙利數學家、計算機科學家、物理學家,是20世紀最重要的數學家之一。馮·諾依曼是布達佩斯大學數學博士,是現代計算機、博弈論、核**和生化**等領域內的科學全才之一,被後人稱為「現代計算機之父」、「博弈論之父」。

​ 馮·諾依曼先後執教於柏林大學和漢堡大學,2023年前往美國,**美國籍。 歷任普林斯頓大學教授、普林斯頓高等研究院教授,入選美國原子能委員會會員、美國國家科學院院士。早期以運算元理論、共振論、量子理論、集合論等方面的研究聞名,開創了馮·諾依曼代數。馮·諾依曼第二次世界大戰期間曾參與曼哈頓計畫,為第一顆原子彈的研製作出了貢獻。

​ 馮·諾依曼2023年與奧斯卡·摩根斯特恩合著《博弈論與經濟行為》,是博弈論學科的奠基性著作。 晚年,馮·諾依曼轉向研究自動機理論,著有對人腦和計算機系統進行精確分析的著作《計算機與人腦》(2023年),為研製電子數字計算機提供了基礎性的方案。 其餘主要著作有《量子力學的數學基礎》(1926)、《經典力學的運算元方法》、《連續幾何》(1960)等。

馮·諾依曼結構也稱普林斯頓結構,是一種將程式指令儲存器和資料儲存器合併在一起的儲存器結構。程式指令儲存位址和資料儲存位址指向同乙個儲存器的不同物理位置,因此程式指令和資料的寬度相同,如英特爾公司的8086**處理器的程式指令和資料都是16位寬。

數學家馮·諾依曼提出了計算機製造的三個基本原則,即採用二進位制邏輯、程式儲存執行以及計算機由五個部分組成(運算器、控制器、儲存器、輸入裝置、輸出裝置),這套理論被稱為馮·諾依曼體系結構。

運算器和控制器合為處理器(cpu)

資料的輸入執行,以及處理運算結果

輸入輸出裝置合為i/o裝置

馮 諾依曼計算機

2 軟體 2.工作過程 功能 存放原始資料 中間結果 程式。以二進位制形式儲存。功能 執行算術運算 邏輯運算和移位等操作 內部包含 功能 從儲存器中取出指令,解碼分析後產生各種控制指令,控制計算機按程式設定的步驟一步步自動操作。功能 將輸入原始資料和程式轉換成計算機能識別的資訊。功能 將運算結果以操...

馮諾依曼和哈佛結構的計算機

馮諾依曼 計算機 由cpu處理器 運算器 儲存器 ram,rom等 輸入裝置 輸出裝置五部分組成 馮諾依曼結構的計算機的程式 和資料儲存在一塊空間中,它們共用同一條位址匯流排和資料匯流排。而計算機的指令執行 取指是指通過位址匯流排找到程式 的位址,然後資料匯流排傳輸這段程式 解碼指通過翻譯指令,找到...

馮諾依曼結構

馮諾依曼結構是現代計算機結構的開山鼻祖,他最大的貢獻就是提出了可以將程式和資料一起儲存在儲存器中,使得程式能夠在儲存器中進行儲存,在需要使用的時候,從儲存器中呼叫出來並進行使用。從前的程式和資料是兩個不同的概念,資料放在儲存器中,而程式作為控制器的一部分,所以每當要執行另外乙個程式的時候,就要重新組...