馮諾依曼計算機工作原理

2022-02-09 11:43:36 字數 1232 閱讀 6170

馮諾依曼計算機工作原理:儲存程式+程式控制

儲存程式是指以**的形式事先輸入到計算機主儲存器中,然後按其在儲存器中的首位址執行程式的第一條指令,以後就按照該程式的規定順序執行其他指令,直至程式執行結束。

馮諾依曼機的特點:

1) 運算器、儲存器、控制器、輸入裝置、輸出裝置

2) 指令和資料以同等地位存於儲存器中,並可按位址尋訪

3) 指令和資料均用二進位制**表示

4) 指令由操作碼和位址碼組成,操作碼用來表示操作的性質,位址碼用來表示運算元在儲存器中的位置。

5) 指令在儲存器內按順序存放

運算器和控制器整合到同一晶元,合稱為**處理器(cpu)。cpu和主儲存器共同構成主機。

儲存器:

主儲存器由許多儲存單元組成,每個儲存單元包含若干個儲存元件,每個元件儲存一位二進位制**「0」或「1」。故而儲存單元可儲存一串二進位制**,稱這串**為儲存字,這串**的位數稱為儲存字長,儲存字長可以是乙個位元組或者是位元組的偶數倍。

主儲存器的工作方式是按儲存單元的位址進行訪問的這種訪問方式稱為按位址訪問方式(相聯儲存器可按內容訪問)

主儲存器的基本組成:

儲存體存放二進位制資訊。

位址暫存器(mar)存放訪存位址,經過位址解碼後找到所選的儲存單元。

資料暫存器(mbr)是主存和其他部件的中介機構,用於暫存要從儲存器中讀或者寫的資訊。

時序控制邏輯用於產生儲存器操作所需的各種時序訊號

注意:mar和mdr屬於儲存器,但存在於cpu中

運算器:對資料進行加工處理,完成算術運算和邏輯運算。運算器的核心是算數邏輯單元,運算器包含若干通用暫存器,用於暫存運算元和中間結果(累加器acc,乘商暫存器、運算元暫存器、變址暫存器、基址暫存器)。還有程式狀態字暫存器,保留各類運算指令或測試指令的結果的各類狀態資訊,以表徵系統執行狀態。

控制器:硬佈線控制器、微程式控制器。由程式計數器、指令暫存器、控制單元組成。pc用來存放當前欲執行指令的位址,可以自動+1以形成下一條指令的位址,它與主存的mar之間有一條直接通路。ir用來存放當前的指令,其內容來自主存的mdr。指令中的操作碼(op)送至cu,用以分析指令並發出各種微操作命令序列,而位址碼送往mar來取運算元。

輸入裝置的主要功能是將程式和資料以機器所能識別和接受的資訊形式輸入到計算機。

輸出裝置的任務是將計算機處理的結果以人們所能接受的形式或其他系統所要求的資訊形式。

馮 諾依曼計算機

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