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Índice

Prefácio:

Arquitetura de computadores de Von Neumann

Arquitetura moderna de computadores:

Resumir:

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Prefácio:

Na era digital de hoje, o hardware informático não é apenas uma testemunha do progresso tecnológico, mas também a pedra angular deste progresso. Eles formam o núcleo do ecossistema digital que é indispensável em nossas vidas diárias, desde simples tarefas de computação pessoal até análises complexas de dados e aplicações de inteligência artificial, o desempenho e a confiabilidade do hardware afetam diretamente a eficiência do nosso trabalho e a qualidade de vida. No entanto, independentemente da evolução da tecnologia informática, os seus blocos de construção básicos sempre permaneceram os mesmos e são os blocos de construção sobre os quais os computadores modernos são construídos.

Este artigo tem como objetivo aprofundar os componentes básicos do hardware do computador e revelar como esses componentes funcionam juntos para dar suporte à operação de todo o sistema do computador.

No primeiro computador ENIAC, embora esse grandalhão pudesse realizar cálculos, era necessárioFiação manual pela equipepara controlar os cálculos.

E esse tipo de cálculo manual limita bastante a velocidade de execução do computador.Neste momentovon NeumannFoi apresentada uma ideia: determine todos os passos com antecedência, e o computador só precisa seguir os passos.

Na verdade, este é um programa armazenado.

O chamado programa armazenado significa que as instruções são inseridas antecipadamente na memória do computador na forma de código binário e, em seguida, a primeira instrução do programa é executada de acordo com seu primeiro endereço na memória e, em seguida, outras instruções são executadas em a ordem especificada pelo programa, até que a execução do programa termine.

Arquitetura de computadores de Von Neumann

Com base nesta ideia proposta por von Neumann, uma das primeiras arquiteturas de máquinas de von Neumann foi projetada:

Pela figura podemos resumir as características do computador von Neumann:

1. Um computador consiste em cinco componentes principais
2. Instruções e dados são armazenados na memória em pé de igualdade e podem ser acessados ​​por endereço.
3. Instruções e dados são expressos em binário
4. A instrução consiste em um código de operação (como operar nos dados) e um código de endereço (onde estão os dados a serem operados)
5. procedimento armazenado
6. poroperadorComo centro, seja um dispositivo de entrada ou saída, ele precisa ser preenchido através do operador.

Mas, na verdade, esta arquitetura tem falhas:Todos os nossos dados precisam ser operados através de operadores, o que levará a uma redução na eficiência.

Arquitetura moderna de computadores:

Portanto, a arquitetura dos computadores modernos melhora isso, aoA abordagem centrada na aritmética foi alterada para uma abordagem centrada na memória.

Um breve resumo é:

O computador von Neumann está centrado na unidade aritmética, e todo o processamento de dados precisa passar pela unidade aritmética, enquanto a arquitetura do computador moderno é centrada na memória, e todo o processamento de dados precisa passar pela memória.

Com o surgimento dos circuitos integrados, as pessoas integraram unidades aritméticas e controladores em CPUs

CPU = unidade aritmética + controlador

Portanto, a arquitetura acima pode ser atualizada como:

 

Em relação ao hardware do computador, podemos expressá-lo graficamente como:

Resumir:

Neste capítulo, explicamos a arquitetura de computadores de von Neumann e a arquitetura de computadores moderna em duas partes. A principal diferença entre os dois é que a arquitetura do computador von Neumann está centrada na unidade aritmética. Todo o processamento de dados precisa primeiro passar pela unidade aritmética, mas isso reduzirá bastante o efeito. A mudança coloca a memória como centro e otimiza o fluxo de processamento de dados. No próximo artigo aprenderemos mais sobre o princípio de funcionamento de cada hardware.

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