A computer hardware platform abstraction - part.2 - von neumann architecture

Posted 2020-10-16

计算机的实际构造结构

1、通用图灵机模型：1936年提出，描述虚拟的简单计算机抽象机，分析现实计算机建造的逻辑基础。 相关论文：论可计算数及其在判定性问题上的应用 。
2、 冯诺依曼机：是现实计算机的体系构造。结构：内存[数据内存，指令内存]<-->CPU[ALU,寄存器,控制器]<-->I/O

3.内存：以字为存储结构单元的存储器，分数据内存和指令内存两种数据。
3.1、数据内存：高级语言操作的元件，变量、数组、对象等，存储在这里
3.2、指令内存： 存储了CPU要执行的命令

4、CPU：负责加载指令内存中的指令，对内存进行读写
4.1、ALU：算术逻辑单元，负责底层的算术操作和逻辑运算
4.2、寄存器：ALU进行计算时，数据的暂存区，使计算更快
4.3、控制器：负责对指令内存的指令解码、指使CPU整体执行指令

5、IO：IO设备在内存中分配独立区域，作为内存种的映射，叫内存映像。

可以使用硬件仿真软件，从无到有模拟出一台具有精简指令集的计算机。