Apakah struktur von Neumann?

Struktur Von Neumann ialah seni bina asas seni bina komputer Ia telah dicadangkan oleh von Neumann pada tahun 1940-an Struktur ini digunakan secara meluas dalam komputer moden, termasuk komputer peribadi, pelayan dan Komputer super. Ia menyediakan rangka kerja penting untuk reka bentuk dan pelaksanaan komputer. Walaupun ia mempunyai beberapa batasan, ia masih digunakan secara meluas dalam komputer moden dan merupakan asas penting untuk penyelidikan dan pembangunan sains komputer.

Sistem pengendalian tutorial ini: sistem Windows 10, komputer Dell G3.

Seni bina von Neumann ialah seni bina asas seni bina komputer, yang dicadangkan oleh John von Neumann pada tahun 1940-an. Struktur ini digunakan secara meluas dalam komputer moden, termasuk komputer peribadi, pelayan, superkomputer, dan sebagainya.

Idea teras seni bina von Neumann adalah untuk membahagikan fungsi komputer kepada unit kawalan dan unit storan, dan menyambungkan kedua-duanya melalui bas data. Unit kawalan bertanggungjawab untuk memerintah dan menyelaras pelbagai komponen komputer, mengawal operasinya, dan melaksanakan arahan. Unit storan digunakan untuk menyimpan arahan dan data.

Dalam seni bina von Neumann, arahan dan data komputer disimpan dalam bentuk binari dalam ingatan dan diakses melalui alamat. Unit kawalan mengambil arahan daripada memori dan menyahkodnya untuk pelaksanaan. Keputusan pelaksanaan arahan boleh disimpan semula dalam ingatan atau dipindahkan ke komponen lain melalui bas data.

Ciri-ciri utama struktur von Neumann adalah seperti berikut:

Atur cara yang disimpan: Arahan dan data disimpan dalam memori dengan cara yang sama, dan komputer boleh melaksanakan arahan dalam memori mengikut urutan. Cara menyimpan program ini menjadikan komputer fleksibel dan boleh diprogramkan, dan boleh melaksanakan program yang berbeza mengikut keperluan yang berbeza.

Pelaksanaan berurutan: Komputer melaksanakan arahan satu demi satu mengikut urutan ia dilaksanakan, satu arahan pada satu masa. Kaedah pelaksanaan berurutan ini menjadikan komputer boleh dikawal dan boleh diramal, memastikan ketepatan dan kebolehpercayaan program.

Pemisahan memori dan unit aritmetik: Memori dan unit aritmetik diasingkan Memori digunakan untuk menyimpan arahan dan data, dan unit aritmetik digunakan untuk melakukan pengiraan dan operasi logik. Kaedah pemisahan ini menjadikan komputer sangat modular dan berskala, dan setiap modul boleh digabungkan dan dikembangkan secara fleksibel mengikut keperluan.

Strim arahan tunggal, strim data tunggal: laksanakan satu arahan pada satu masa dan hanya mengendalikan satu set data pada satu masa. Strim arahan tunggal dan kaedah aliran data tunggal ini menjadikan komputer mudah dan mudah difahami, serta boleh melakukan selari peringkat arahan dan selari peringkat data dengan mudah.

Kelebihan struktur von Neumann ialah kesederhanaan, fleksibiliti dan kebolehskalaannya. Ia memodulasi fungsi teras komputer dan menghubungkannya melalui bas data supaya pelbagai komponen komputer boleh berkomunikasi dan bekerjasama antara satu sama lain. Kaedah modularisasi dan komunikasi ini menjadikan komputer sangat boleh dikonfigurasikan dan berskala, dan boleh digabungkan dan dikembangkan secara fleksibel mengikut keperluan yang berbeza.

Walau bagaimanapun, struktur von Neumann juga mempunyai beberapa batasan. Sebagai contoh, penghantaran data antara memori dan unit aritmetik perlu melalui bas data, yang akan membawa kepada had lebar jalur penghantaran data dan menjejaskan kelajuan berjalan komputer. Di samping itu, oleh kerana memori dan unit aritmetik dipisahkan, kelajuan capaian memori adalah lebih perlahan daripada unit aritmetik, yang mungkin menyebabkan kesesakan capaian memori. Untuk menyelesaikan masalah ini, orang ramai telah mencadangkan beberapa seni bina komputer yang dipertingkatkan, seperti cache berbilang peringkat, saluran paip, superscalar, dsb.

Secara amnya, struktur von Neumann adalah asas seni bina komputer Ia menyediakan rangka kerja penting untuk reka bentuk dan pelaksanaan komputer. Walaupun ia mempunyai beberapa batasan, ia masih digunakan secara meluas dalam komputer moden dan merupakan asas penting untuk penyelidikan dan pembangunan sains komputer.

Atas ialah kandungan terperinci Apakah struktur von Neumann?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!