【Linux】冯诺依曼体系结构

末蓝、 2024-04-22 12:11 67阅读 0赞

## ![b88c065d92414668a544be7653af5c61.gif][] ##

## 一.冯诺依曼体系结构 ##

> 先来看图：

![8f23adb4d8e44ea89eb8d8cc0ba5135c.png][]

> 这就是冯诺依曼体系结构，现在大部分的计算机都遵循此结构运行。
> 
> 上图包含了5个部分：
> 
>  输入设备
> 
>  存储器
> 
>  运算器
> 
>  控制器
> 
>  输出设备
> 
> 其中，**输入设备和输出设备统一称为外部设备，也叫外设**；
> 
> **运算器和控制器是中央处理器，也就是我们所熟知的CPU**了；
> 
> **存储器就是内存**

--------------------

## 二.常见的外部设备 ##

### 输入设备 ###

> 输入设备包括：**键盘，鼠标，摄像头，话筒，磁盘，网卡**等等；

### 输出设备 ###

> 输出设备包括：**显示器，播放器硬件，磁盘，网卡**等等；

> 可以发现，有**的硬件设备既是输入设备，又是输出设备**；
> 
> 例如**磁盘，网卡**。

--------------------

## 三.运行方式 ##

![09af977ee502466c8820eeafe34dca89.png][]

> 还是要看这个图。
> 
> 对于数据，只能先走输入设备，然后写入存储器，也就是内存；
> 
> 然后CPU从存储器中读取数据，数据处理完成后再写入到存储器中；
> 
> 存储器再输出到输出设备上，输出设备输出。
> 
> 注意所有的部分都得和存储器进行交互，不能略过存储器，也就是说，**存储器是冯诺依曼体系结构的核心，所有设备都只能和存储器打交道。**

> 下面让我们来看计算机的存储设备金字塔：

![d9bcee656a8a4aa682df4154a5615e71.png][]

> 从图中我们可以看出，**硬件的存储空间越大，价格越便宜，效率也越慢**，现在我们所使用的笔记本电脑大多使用的是固态硬盘，即SSD。
> 
> **输出和输入设备的效率是毫秒级的**，**CPU的效率是纳秒级的**，这二者效率相差巨大，如果输出和输入设备于与CPU直接进行交互的话，根据木桶效应，这将严重拖慢计算机的效率，为了解决这个问题，就使用了存储器，也就是内存，**内存的效率是微秒级的**，通过让所有的设备只能和内存打交道，来避免让外设和CPU这两种效率相差巨大的设备直接进行交互，大大提升了计算机的效率。
> 
> 所以这就是冯诺依曼体系结构的巧妙性，**存储器是它的核心部分**。

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## 四.实例 ：说明qq上与人聊天的数据流动过程 ##

![6d40fb3ed2574849981233fbcbe12c41.png][]

> 我们通过键盘打字，然后经过存储器，存储器与CPU交互，再传到输出设备网卡上，经由网络发送到输出设备网卡上，然后存储器 -> CPU -> 显示器

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> **??本篇文章到此就结束了， 若有错误或是建议的话，欢迎小伙伴们指出；?️?**
> 
> **??希望小伙伴们能支持支持博主啊，你们的支持对我很重要哦；??**
> 
> **??谢谢你的阅读。??**

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