❶ 馮·諾依曼理論體系下的計算機五大邏輯部件
運算器,控制器,儲存器,輸入裝置和輸出裝置
運算器和控制器統稱為處理器,也就是CPU,運算器負責算術運算和邏輯運算,控制器負責鍵盤,滑鼠等外部裝置。
儲存器:儲存器包括外儲存器和儲存器,外儲存器常見的有硬碟,U盤,MP3等,記憶體儲器也就是記憶體RAM,分問SDRAM和DDRAM也就是SD記憶體和DDR記憶體
輸入裝置:常見的有鍵盤,滑鼠,寫字板,掃描器,攝像頭
輸出裝置:常見的有印表機,顯示器,傳真機等等
馮諾依曼的經典理論
馮諾依曼理論的要點是:數字計算機的數制採用二進位制;計算機應該按照程式順序執行。人們把馮諾依曼的這個理論稱為馮諾依曼體系結構。從ENIAC到當前最先進的計算機都採用的是馮諾依曼體系結構。所以馮諾依曼是當之無愧的數字計算機之父。根據馮諾依曼體系結構構成的計算機,必須具有如下功能: 把需要的程式和資料送至計算機中。
必須具有長期記憶程式、資料、中間結果及最終運算結果的能力。
能夠完成各種算術、邏輯運算和資料傳送等資料加工處理的能力。
能夠根據需要控製程式走向,並能根據指令控制機器的各部件協調操作。 能夠按照要求將處理結果輸出給使用者。
計算機五大組成部件:運算器、控制器、儲存器、輸入裝置和輸出裝置。 1、計算機的中央處理器又稱為CPU,它是計算機的核心部分。主要由運算器和控制器組成。 運算器:實現算術運算和邏輯運算的部件。 控制器:計算機的指揮系統。
是,
CUI:馮諾依曼體系機構)
說到計算機的發展,就不能不提到德國科學家馮諾依曼。從20世紀初,物理學和電子學科學家們就在爭論製造可以進行數值計算的機器應該採用什麼樣的結構。人們被十進位制這個人類習慣的計數方法所困擾。所以,那時以研製模擬計算機的呼聲更為響亮和有力。20世紀30年代中期,德國科學家馮諾依曼大膽的提出,拋棄十進位制,採用二進位製作為數字計算機的數制基礎。同時,他還說預先編制計算程式,然後由計算機來按照人們事前制定的計算順序來執行數值計算工作。
馮諾依曼理論的要點是:數字計算機的數制採用二進位制;計算機應該按照程式順序執行。
人們把馮諾依曼的這個理論稱為馮諾依曼體系結構。從ENIAC到當前最先進的計算機都採用的是馮諾依曼體系結構。所以馮諾依曼是當之無愧的數字計算機之父。
根據馮諾依曼體系結構構成的計算機,必須具有如下功能:
把需要的程式和資料送至計算機中。
必須具有長期記憶程式、資料、中間結果及最終運算結果的能力。
能夠完成各種算術、邏輯運算和資料傳送等資料加工處理的能力。
能夠根據需要控製程式走向,並能根據指令控制機器的各部件協調操作。
能夠按照要求將處理結果輸出給使用者。
為了完成上述的功能,計算機必須具備五大基本組成部件,包括:
輸人資料和程式的輸入裝置記憶程式和資料的儲存器完成資料加工處理的運算器控製程式執行的控制器輸出處理結果的輸出裝置
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這里所說的匯流排主要是指系統匯流排。PC機的系統匯流排又可分為ISA、EISA、MCA、VESA、PCI、AGP等多種標准。
一、ISA/EISA/MCA/VESA匯流排
ISA(Instry Standard Architecture)是IBM公司為286/AT電腦制定的匯流排工業標准,也稱為AT標准。ISA匯流排的影響力非常大,直到現在仍存在大量ISA裝置,最新的主機板也還為它保留了一席之地。MCA (Micro Channel Architecture)是IBM公司專為PS/2系統開發的微通道匯流排結構。由於要求使用許可證,違背了PC發展開放的潮流,因此還未有效推廣即告失敗。
EISA(Extended Instry Standard Architecture),是EISA集團(由Compaq、HP、AST等組成)專為32位CPU設計的匯流排擴充套件工業標准,向下相容ISA,當年在高檔桌上型電腦上得到一定應用。VESA(Video Electronics Standards Association),是VESA組織(由IBM、Compaq等發起,有120多家公司參加)按Local Bus(區域性匯流排)標准設計的一種開放性匯流排,但成本較高,只是適用於486的一種過渡標准,目前已經淘汰。
二、PCI匯流排
90年代後,隨著圖形處理技術和多媒體技術的廣泛應用,在以Windows為代表的圖形使用者介面(GUI)進入PC機之後,要求PC具有高速的圖形及 I/O運算處理能力,這對匯流排的速度提出了挑戰。原有的ISA、EISA匯流排已遠遠不能適應要求,成為整個系統的主要瓶頸。1991年下半年,Intel 公司首先提出了PCI(Peripheral Component Interconnect)的概念,並聯合IBM、Compaq、AST、HP、等100多家公司成立了PCI集團。PCI是一種先進的區域性匯流排,已成為區域性匯流排的新標准,是目前應用最廣泛的匯流排結構。 PCI匯流排是一種不依附於某個具體處理器的區域性匯流排,從結構上看,PCI是在CPU和原來的系統匯流排之間插入的一級匯流排,需要時具體由一個橋接電路,實現對這一層的智慧裝置取得匯流排控制權,以加速資料傳輸管理。
三、AGP匯流排
雖然現在PC機的圖形處理能力越來越強,但要完成細致的大型3D圖形描繪,PCI匯流排結構的效能仍然有限。為了讓PC的3D應用能力能同圖形工作站相比,Intel公司開發了AGP(Aelerated Graphics Port)標准,主要目的就是要大幅提高高檔PC機的圖形尤其 D圖形的處理能力。嚴格說來,AGP不能稱為匯流排,因為它是點對點連線,即連線控制晶片和AGP顯示卡。AGP在主記憶體與顯示卡之間提供了一條直接的通道,使得3D圖形資料越過PCI匯流排,直接送入顯示子系統。這樣就能突破由於PCI匯流排形成的系統瓶頸,從而達到高效能3D圖形的描繪功能。PCI及 AGP插槽外觀見圖1。標准介面的型別
在微機系統中採用標准介面技術,其目的是為了便於模組結構設計,可以得到更多廠商的廣泛支援,便於「生產」與之相容的外部裝置和軟體。不同型別的外設需要不同的介面,不同的介面是不通用的。以前在8086/286機器上存在過的ST506和ESDI等介面標准都已經淘汰,目前在微機中使用最廣泛的介面是:IDE、EIDE、SCSI、USB和IEEE 1394五種。
一、 IDE/EIDE介面
IDE的原文是Integrated Device Electronics,即整合裝置電子部件。它是由Compaq開發並由Western Digital公司生產的控制器介面。IDE採用了40線的單組電纜連線。由於把控制器整合到驅動器之中,適配卡已變得十分簡單,現在的微機系統中已不再使用適配卡,而把適配電路整合到系統主機板上,並留有專門的IDE聯結器插口。IDE由於具有多種優點,且成本低廉,在個人微機系統中得到了廣泛的應用。
增強型IDE (Enhanced IDE)是Western Digital為取代IDE而開發的介面標准。在採用EIDE介面的微機系統中,EIDE介面已直接整合在主機板上,因此不必再購買單獨的適配卡。與IDE 相比,EIDE具有支援大容量硬碟、可連線四台EIDE裝置、有更高資料傳輸速率(13.3MB/s以上)等幾方面的特點。為了支援大容量硬碟,EIDE 支援三種硬碟工作模式:NORMAL、LBA和LARGE模式。
二、Ultra DMA33和Ultra DMA66介面
在ATA-2標准推出之後,SFFC又推出了ATA-3標准。ATA-3標準的主要特點是提高了ATA-2的安全性和可靠性。ATA-3本身並沒有定義更高的傳輸模式。此外,ATA標准本身只支援硬碟,為此SFFC將推出ATA-4標准,該標准將整合ATA-3和ATAPI並且支援更高的傳輸模式。在 ATA-4標准沒有正式推出之前,作為一個過渡性的標准,Quantum和Intel推出了Ultra ATA(Ultra DMA)標准。
Ultra ATA的第一個標準是Ultra DMA33(簡稱UDMA33),也有人把它稱為ATA-3。符合該標準的主機板和硬碟早在1997年便已經投放市場,目前幾乎所有的主機板及硬碟都支援該標准。
Ultra ATA的第二個標準是Ultra DMA66(或者Ultra ATA-66)是由Quantum和Intel在1998年2月份提出的最新標准。Ultra DMA66進一步提高了資料傳輸率,突發資料傳輸率理論上可達66.6MB/s。並且採用了新型的CRC迴圈冗餘校驗,進一步提高了資料傳輸的可靠性,改用80針的排線(保留了與現有的電腦相容的40針排線,增加了40條地線),以保證在高速資料傳輸中降低相鄰訊號線間的干擾。
目前,有Intel 810、VIA Apollo Pro等晶片組提供了對Ultra DMA66硬碟的支援。部分主機板也提供了支援Ultra DMA66硬碟的介面。而新出的大部分硬碟都支援Ultra DMA-66介面。
三、SCSI介面
SCSI的原文是Small Computer System Interface,即小型計算機系統介面。SCSI也是系統級介面(外觀如圖2),可與各種採用SCSI介面標準的外部裝置相連,如硬碟驅動器、掃描器、光碟機、印表機和磁帶驅動器等。採用SCSI標準的這些外設本身必須配有相應的外設控制器。SCSI介面早期只在小型機上使用,近年來也在PC機中廣泛採用。 最新的Ultra3 SCSI的Ultra160/m介面標准,進一步把資料傳輸率提高到160MB/s。昆騰也在1998年11月推出了第一個支援Ultra160/m介面標準的硬碟Atlas10K和Atlas四代。SCSI對PC來說應是一種很好的配置,它不僅是一個介面,更是一條匯流排。相信隨著技術的進一步發展, SCSI也會像EIDE一樣廣泛應用在微機系統和外設中。
四、USB介面
USB(Universal Serial Bus)介面(外觀如圖3)的提出是基於採用通用連線技術,實現外設的簡單快速連線,達到方便使用者、降低成本、擴充套件PC機連線外設的范圍的目的。目前PC中似乎每個裝置都有它自己的一套連線裝置。外設介面的規格不一、有限的介面數量,已無法滿足眾多外設連線的迫切需要。解決這一問題的關鍵是,提供裝置的共享介面來解決個人計算機與周邊裝置 的通用連線。
USB技術應用是計算機外設連線技術的重大變革。現在USB介面標准屬於中低速的介面傳輸,面向家庭與小型辦公領域的中低速裝置。比如鍵盤、滑鼠、游戲桿、顯示器、數字音箱、數字相機以及Modem等,目的是在統一的USB介面上實現中低速外設的通用連線。PC主機上只需要一個USB埠,其他的連線可以通過USB介面和USB集線器在桌面上完成。USB系統由USB主機(HOST)、集線器(HUB)、連線電纜、USB外設組成。下一代的USB介面,資料傳輸率將提高到120Mbps~240Mbps,並支援寬頻寬數字攝像裝置及新型掃描器、印表機及儲存裝置。
五、IEEE 1394介面
IEEE 1394是一種序列介面標准,這種介面標准允許把電腦、電腦外部裝置、各種家電非常簡單地連線在一起。從IEEE 1394可以連線多種不同外設的功能特點來看,也可以稱為匯流排,即一種連線外部裝置的機外匯流排。IEEE 1394的原型是執行在Apple Mac電腦上的Fire Wire(火線),由IEEE採用並且重新進行了規范。它定義了資料的傳輸協定及連線系統,可用較低的成本達到較高的效能,以增強電腦與外設如硬碟、印表機、掃描器,與消費性電子產品如數碼相機、DVD播放機、視訊電話等的連線能力。由於要求相應的外部裝置也具有IEEE 1394介面功能才能連線到1394匯流排上,所以,直到1995年第3季度Sony推出的數碼攝像機加上了IEEE 1394介面後,IEEE 1394才真正引起了廣泛的注意。
六、Device Bay
Device Bay是由Microsoft、Intel和Compaq公司共同開發的標准,這一技術可讓所有裝置協同運作,包括CD-ROM、DVD-ROM、磁帶、硬碟驅動器以及各種符合IEEE 1394的裝置。
由於Device Bay技術能夠處理型別廣泛的裝置,所以它可建立一種新PC:主機板將僅包括CPU,所有驅動器和裝置都在外部與計算機相連,幷包括所有數字家電,例如電視和電話。
盡管Device Bay的規范已於1997年制定完畢,但由於這一技術研發經費開銷過高,因此很可能會擱淺。迄今Microsoft還沒有準備在未來的作業系統中,支援DeviceBay的具體計劃。
阿蘭·麥席森·圖靈 Alan Mathison Turing ,6月23日生於英國倫敦。
是英國著名的數學家和邏輯學家,被稱為電腦科學之父、人工智慧之父,是計算機邏輯的奠基者,提出了「圖靈機」和「圖靈測試」等重要概念。
人們為紀念其在計算機領域的卓越貢獻而設立「圖靈獎」。
約翰·馮·諾依曼( John von Neumann,1903-1957),「現代電子計算機之父」,美籍匈牙利人,物理學家、數學家、發明家,「現代電子計算機之父」即電腦(即EDVAC,它是世界上第一台現代意義的通用計算機)的發明者。
現在普遍認為的是馮·諾依曼
美籍匈牙利科學家馮·諾依曼最新提出程式儲存的思想,並成功將其運用在計算機的設計之中,根據這一原理製造的計算機被稱為馮·諾依曼結構計算機,世界上第一台馮·諾依曼式計算機是1949年研製的EDSAC,由於他對現代計算機技術的突出貢獻,因此馮·諾依曼又被稱為「計算機之父」。
CUI:馮諾依曼體系機構)
說到計算機的發展,就不能不提到德國科學家馮諾依曼。從20世紀初,物理學和電子學科學家們就在爭論製造可以進行數值計算的機器應該採用什麼樣的結構。人們被十進位制這個人類習慣的計數方法所困擾。所以,那時以研製模擬計算機的呼聲更為響亮和有力。20世紀30年代中期,德國科學家馮諾依曼大膽的提出,拋棄十進位制,採用二進位製作為數字計算機的數制基礎。同時,他還說預先編制計算程式,然後由計算機來按照人們事前制定的計算順序來執行數值計算工作。
馮諾依曼理論的要點是:數字計算機的數制採用二進位制;計算機應該按照程式順序執行。
人們把馮諾依曼的這個理論稱為馮諾依曼體系結構。從ENIAC到當前最先進的計算機都採用的是馮諾依曼體系結構。所以馮諾依曼是當之無愧的數字計算機之父。
根據馮諾依曼體系結構構成的計算機,必須具有如下功能:
把需要的程式和資料送至計算機中。
必須具有長期記憶程式、資料、中間結果及最終運算結果的能力。
能夠完成各種算術、邏輯運算和資料傳送等資料加工處理的能力。
能夠根據需要控製程式走向,並能根據指令控制機器的各部件協調操作。
能夠按照要求將處理結果輸出給使用者。
為了完成上述的功能,計算機必須具備五大基本組成部件,包括:
輸人資料和程式的輸入裝置記憶程式和資料的儲存器完成資料加工處理的運算器控製程式執行的控制器輸出處理結果的輸出裝置
馮.諾依曼的儲存程式計算機名叫 ENIAC。
解釋:
20世紀30年代中期,德國科學家馮諾依曼大膽的提出,拋棄十進位制,採用二進位製作為數字計算機的數制基礎。同時,他還說預先編制計算程式,然後由計算機來按照人們事前制定的計算順序來執行數值計算工作。
馮諾依曼理論的要點是:數字計算機的數制採用二進位制;計算機應該按照程式順序執行。
人們把馮諾依曼的這個理論稱為馮諾依曼體系結構。從ENIAC到當前最先進的計算機都採用的是馮諾依曼體系結構。所以馮諾依曼是當之無愧的數字計算機之父。
馮諾依曼計算機工作原理的核心是儲存程式和程式控制