Linux 01 计算机硬件之冯诺依曼体系

1. 计算机硬件软件体系

1.1 冯诺依曼体系结构

(1) 计算机处理的数据和指令用二进制表示

(2) 按顺序执行指令

(3) 计算机硬件：运算器、控制器、储存器、输入设备和输出设备。

1.2 计算机硬件组成

(1) 输入设备

​ 将各种形式的信息转换为计算机处理的信息，常见的有键盘、鼠标、写字板等。

(2) 输出设备

​ 将计算机处理的结果转换为人们熟悉的信息，显示器、打印机等。

(3) 储存器

储存器具有记忆功能，用来保存信息，如数据、指令和运算结果等。

a 内储存器

内储存器直接和CPU相连接，储存容量小，速度快，用来存放当前运行的程序和数据，并直接和CPU交换信息。内储存器由许多储存单元组成，每个储存单元只能存放一个二进制数或者二进制编码表示的指令。内储存器由随机储存器和只读储存器组成。

I 随机储存器(Random Access Memory, RAM)

随机存取储存器也叫主存，与CPU直接交换数据。主存是易失性存储，断电后数据全部消失。

II 只读储存器

非易失性随机访问储存，切断电源后，储存的内容不会消失。

b 外储存器

外储存器是内储存器的扩展。储存容量大、价格低、速度慢，一般用来储存暂时不用的程序、数据和结果。需要时，与内存进行信息交换。外存只能和内存进行信息交换，不能和CPU直接进行信息交换。常见的有磁盘、磁带、U盘、固态硬盘等。

(4) CPU

CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。

CPU工作原理：

提取(Fetch)、解码(Decode)、执行(Execute)和写回(Write back)。CPU从储存器或者高速缓冲储存器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码，执行指令。