【Linux】冯诺依曼体系

冯诺依曼体系

冯诺依曼体系结构是我们计算机组成的基本架构

  1. 中央处理器(CPU)

    • 中央处理器是冯·诺伊曼体系的核心部分,负责执行计算机程序中的指令。
    • 它包括算术逻辑单元(ALU)和控制单元(CU)。
    • ALU 负责执行算术和逻辑操作,而 CU 控制数据流和指令执行的顺序。
  2. 存储器

    • 存储器用于存储程序、数据和中间结果。
    • 冯·诺伊曼体系中的存储器通常分为两类:主存储器(RAM)和辅助存储器(例如硬盘驱动器)。
    • 主存储器用于存储正在执行的程序和数据,而辅助存储器则用于长期存储数据和程序。
  3. 输入设备

    • 输入设备用于将数据和指令输入计算机系统。
    • 典型的输入设备包括键盘、鼠标、触摸屏、扫描仪等。
    • 输入设备将用户的输入转换成计算机可以理解的格式,并传输到存储器或 CPU 进行处理。
  4. 输出设备

    • 输出设备用于将计算机处理的结果呈现给用户。
    • 典型的输出设备包括显示器、打印机、音频扬声器等。
    • 输出设备将存储器或 CPU 中的数据转换成人类可读的形式,并将其显示或打印出来。


首先,我们的CPU运行的速度是非常的快的,它也同样可以存放一些数据,因为它里面有一些寄存器,那么为什么,我们还要出现存储器这样的概念呢?

我们要想明白,首先CPU运行的速度是非常快,但不意味着操作系统的运行速度就快,假如我们输入设备的传输很慢,那么cpu再快,它的资源也将被浪费,所以就存在着运行速度的差异,所以即使CPU运行的再快,操作系统的速度也是由最慢的速度来决定。

就像水桶一样,最后水的高度是由最矮的孔位置来决定。


所以为了减缓这种速度的差异,就必须要有存储器,有了存储器,我们就可以在CPU还在运行的时候,就提前将数据预加载进内存里存储起来,这样CPU在执行完一个任务之后,就能马上的从内存中将下一个任务拿到,充分的将CPU的资源利用了起来,同样的,我们的输出设备,可能会读取数据比较慢,如果没有内存,CPU就会需要等待输出设备将数据拿走,才能去输入设备拿数据,而内存的存在,CPU只需要将执行完后的结果 “丢进“内存里,它就可以立马去执行下一个任务了,输出设备也只需要从内存中,将数据读取即可。

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