【Linux】冯诺依曼体系

冯诺依曼体系

冯诺依曼体系结构是我们计算机组成的基本架构

1. 中央处理器（CPU）：

   • 中央处理器是冯·诺伊曼体系的核心部分，负责执行计算机程序中的指令。
   • 它包括算术逻辑单元（ALU）和控制单元（CU）。
   • ALU 负责执行算术和逻辑操作，而 CU 控制数据流和指令执行的顺序。

2. 存储器：

   • 存储器用于存储程序、数据和中间结果。
   • 冯·诺伊曼体系中的存储器通常分为两类：主存储器（RAM）和辅助存储器（例如硬盘驱动器）。
   • 主存储器用于存储正在执行的程序和数据，而辅助存储器则用于长期存储数据和程序。

3. 输入设备：

   • 输入设备用于将数据和指令输入计算机系统。
   • 典型的输入设备包括键盘、鼠标、触摸屏、扫描仪等。
   • 输入设备将用户的输入转换成计算机可以理解的格式，并传输到存储器或 CPU 进行处理。

4. 输出设备：

   • 输出设备用于将计算机处理的结果呈现给用户。
   • 典型的输出设备包括显示器、打印机、音频扬声器等。
   • 输出设备将存储器或 CPU 中的数据转换成人类可读的形式，并将其显示或打印出来。

首先，我们的CPU运行的速度是非常的快的，它也同样可以存放一些数据，因为它里面有一些寄存器，那么为什么，我们还要出现存储器这样的概念呢？

我们要想明白，首先CPU运行的速度是非常快，但不意味着操作系统的运行速度就快，假如我们输入设备的传输很慢，那么cpu再快，它的资源也将被浪费，所以就存在着运行速度的差异，所以即使CPU运行的再快，操作系统的速度也是由最慢的速度来决定。

就像水桶一样，最后水的高度是由最矮的孔位置来决定。

所以为了减缓这种速度的差异，就必须要有存储器，有了存储器，我们就可以在CPU还在运行的时候，就提前将数据预加载进内存里存储起来，这样CPU在执行完一个任务之后，就能马上的从内存中将下一个任务拿到，充分的将CPU的资源利用了起来，同样的，我们的输出设备，可能会读取数据比较慢，如果没有内存，CPU就会需要等待输出设备将数据拿走，才能去输入设备拿数据，而内存的存在，CPU只需要将执行完后的结果 “丢进“内存里，它就可以立马去执行下一个任务了，输出设备也只需要从内存中，将数据读取即可。