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前言

五大組件

數據信號

?存儲器（內存）有必要嗎

常見面試題

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前言

馮諾依曼體系結構是當代計算機基本架構，馮諾依曼體系有五大組件，通過這五大組件直觀的描述了計算機的工作原理；學習馮諾依曼體系可以讓給我們更加理解計算機工作原理，認識到各個硬件之間的聯系以及操作系統在其中的功能。下面將對馮諾依曼體系的各個組成部分以及作用進行介紹。

以上是馮諾依曼體系中數據信號和控制信號的流程圖。

五大組件

馮諾依曼體系很簡潔直觀，只有五個組成部分。

輸入設備：鍵盤，鼠標，話筒(輸入聲音)，攝像頭，磁盤(向磁盤中寫入)，網卡(向網絡中發送數據).......

輸出設備：顯示器，揚聲器，磁盤(從磁盤中讀取)，網卡(從網絡中讀取)......

存儲器：指的是內存，而不是硬盤或磁盤；

運算器：對數據進行計算； ????????控制器：對硬件進行控制；

其中運算器和控制器共同組成中央處理器，即CPU；

數據信號

關于控制方面，所有的硬件都由控制器進行控制，不需要過多贅述。但是在數據傳輸方面就有一些特殊之處了。

根據上面的流程圖：數據從輸入設備中進行讀取------>放到內存里面------>交給運算器進行運算--------->還給內存------->放入輸出設備。

這個流程圖里面的內存是干嘛的，“中間商”嗎？？？為什么數據先給他再進行計算，計算完了還要還給它，不能直接從輸入設備中讀取后就計算，計算完直接放到輸出設備嗎？？？

?存儲器（內存）有必要嗎

在計算機中由很多硬件都具有存儲的功能，但是存儲也是分級的；根據上圖--存儲金字塔可以看到CPU的讀取速度是最快的，基本上以納秒為單位，而磁盤或硬盤的讀取效率很低，基本上讀取速度以毫秒為單位，兩者的差距是很大的。

如果直接讓CPU從輸入設備上進行數據的讀取，就會出現：CPU早就已經將數據計算完了，等了半天下一組數據才從輸出設備輸出來，就會導致大大CPU的效率被大大拉低，機器的運算效率也同樣會大大降低。所以就需要一個比外設速度快但是又比CPU慢一點的設備------內存。

內存比CPU慢一點，但是比外設快很多，這樣就能有效的提高CPU的讀取和輸出效率。

內存比CPU的存儲能力更強，所以可以先將數據預加載到內存中，當CPU計算完后直接從內存中進行讀取，內存也持續從外設中讀取和輸出數據；這樣就實現了讀取和計算并行。

總結：數據交互上，所有外設都只能與內存打交道，不能直接與CPU進行數據的交互。

常見面試題

一個程序為什么要先加載到內存中？

答：因為馮諾依曼體系結構，中央處理器只與內存進行交互，從內存中讀取，向內存中進行寫入。

為什么有些程序在顯示數據的時候數據會先被緩存起來？在哪緩存的？

因為馮諾依曼體系結構規定，中央處理器計算后的數據不會直接輸出給輸出設備而是先給內存，緩存是因為內存中的數據還沒有來得及刷新到輸出設備中。

能否使用馮諾依曼體系結構解釋，在使用qq發送文件時，文件數據是這樣進行流動的？

答：文件通過硬盤傳輸給內存經過處理后返還給內存，內存再交給網卡，由網卡發送到網絡中，對方網卡進行接收，當對方進行下載時文件加載到內存中....

拓展：當其他用戶給我發送文件時，我們還沒有進行下載，那么此時文件存儲在哪？？

在騰訊云服務器上存儲著。