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磋商 冯诺依曼体系结构和哈佛体系结构_指令_数据

神尊大人 2024-11-28 11:02:39 0

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冯·诺依曼体系构造冯·诺依曼理论的要点是:数字打算机的数制采取二进制;打算机该当按照程序顺序实行。

(1)采取存储程序办法,指令和数据不加差异稠浊存储在同一个存储器中,(数据和程序在内存中是没有差异的,它们都是内存中的数据,当EIP指针指向哪 CPU就加载那段内存中的数据,如果是禁绝确的指令格式,CPU就会发生缺点中断. 在现在CPU的保护模式中,每个内存段都有其描述符,这个描述符记录着这个内存段的访问权限(可读,可写,可实行).这就变相的指定了哪些内存中存储的是指令哪些是数据)

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指令和数据都可以送到运算器进走运算,即由指令组成的程序是可以修正的。

(2)存储器是按地址访问的线性编址的一维构造,每个单元的位数是固定的,以Byte为内存单元。

(3)指令由操作码和地址组成。
操作码指明本指令的操作类型,地址码指明操作数和地址。
操作数本身无数据类型的标志,它的数据类型由操作码确定。

(4)通过实行指令直接发出掌握旗子暗记掌握打算机的操作。
指令在存储器中按其实行顺序存放,由指令计数器指明要实行的指令所在的单元地址。
指令计数器只有一个,一样平常按顺序递增,但实行顺序可按运算结果或当时的外界条件而改变。

(5)以运算器为中央,I/O设备与存储器间的数据传送都要经由运算器。

(6)数据以二进制表示。

特点

(1)打算机处理的数据和指令一律用二进制数表示

(2)顺序实行程序

打算机运行过程中,把要实行的程序和处理的数据首先存入主存储器(内存),打算机实行程序时,将自动地并按顺序从主存储器中取出指令一条一条地实行,这一观点称作顺序实行程序。

(3)打算机硬件由运算器、掌握器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。
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浸染

冯.诺依曼体系构造是当代打算机的根本,现在大多打算机仍是冯.诺依曼打算机的组织构造,只是作了一些改进而已,并没有从根本上打破冯体系构造的束缚。
冯.诺依曼也因此被人们称为“打算机之父”。
然而由于传统冯.诺依曼打算机体系构造天然所具有的局限性,从根本上限定了打算机的发展。

根据冯·诺依曼体系构造构成的打算机,必须具有如下功能:把须要的程序和数据送至打算机中。
必须具有长期影象程序、数据、中间结果及终极运算结果的能力。
能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力。
能够根据须要掌握程序走向,并能根据指令掌握机器的各部件折衷操作。
能够按照哀求将处理结果输出给用户。
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将指令和数据同时存放在存储器中,是冯·诺依曼打算机方案的特点之一 打算机由掌握器、运算器、存储器、输入设备、输出设备五部分组成 冯·诺依曼提出的打算机体系构造,奠定了当代打算机的构造理念。

哈佛构造是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器构造。
中心处理器首先到程序指令存储器中读取程序指令内容,解码后得到数据地址,再到相应的数据存储器中读取数据,并进行下一步的操作(常日是实行)。
程序指令存储和数据存储分开,可以使指令和数据有不同的数据宽度,如Microchip公司的PIC16芯片的程序指令是14位宽度,而数据是8位宽度。

总结

冯.诺依曼指出:程序只是一种(分外)的数据,它可以像数据一样被处理,因此可以和数据一起被存储在同一个存储器中——这便是著名的冯.诺依曼事理。
把稳:数据总线和地址总线共用。

哈佛构造:

哈佛构造是一种并行体系构造,它的紧张特点是将程序和数据存储在不同的存储空间中,即程序存储器和数据存储器是两个独立的存储器,每个存储器独立编址、独立访问。
与两个存储器相对应的是系统的4条总线:程序的数据总线与地址总线,数据的数据总线与地址总线。
这种分离的程序总线和数据总线许可在一个机器周期内同时得到指令字(来自程序存储器)和操作数(来自数据存储器),从而提高了实行速率,使数据的吞吐率提高了1倍。
又由于程序和数据存储器在两个分开的物理空间中,因此取指和实行能完备重叠。
CPU首先到程序指令存储器中读取程序指令内容,解码后得到数据地址,再到相应的数据存储器中读取数据,并进行下一步的操作(常日是实行)。

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