【原创】存储程序与冯诺依曼型计算机
在没有存储程序以前的计算机——ENIAC
ENIAC长30.48米，宽1米，高2.4米，占地面积约170平方米，30个操作台，重达30英吨，耗电量150千瓦，造价48万美元。它包含了17,468根真空管7,200根水晶二极管，1,500 个中转，70,000个电阻器，10,000个电容器，1500个继电器，6000多个开关，每秒执行5000次加法或400次乘法，是继电器计算机的1000倍、手工计算的20万倍。
原本的ENIAC存在两个问题没有存储器且它用布线接板进行控制，它的存储容量极小，只能存储20个字长的10位十进制数，所以只能用线路连接的方法编排程序，每次解题都要依靠人工来改变线路，甚至要搭接几天，计算速度也就被这一工作抵消了。
一个新时代的开始——存储程序的提出
目前的大多数计算机都是冯诺依曼型计算机，符合存储程序概念的计算机，都具有以下3个特点：
（1）计算机硬件应由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备5大基本类型部件组成。
（2）计算机内部采用二进制来表示指令和数据。
（3）将编好的程序和原始数据先存入存储器中，然后再启动计算机工作，这就是存储程序的基本含义。
计算机的主要部件
计算机的5大基本部件——运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备。
（1）输入设备
输入设备的任务就是把人们编好的程序和数据送到计算机去，并且将它们转换成计算机内部所能识别和接受的信息方式。
（2）输出设备
输出设备的任务就是将计算机的处理结果以数字、文字图形、图像、声音等形式输出计算机。
（3）存储器
存储器是用来存放程序和数据的部件，是计算机能够实现存储程序控制的基础。分级的存储系统：
主存储器：我们一般所称的内存，便是主存储器，可由CPU直接访问，存储速度快，但容量较小，一般用来存放当前正在执行的程序的程序和数据。
辅助存储器：现在的硬盘等都是辅助存储器，这类存储器设置在主机外部（这里的主机指的是CPU加上主存储器），存储容量大，价格低，但是存储速度最慢，一般用来存储暂时不参与运行的程序和数据。CPU不可以直接访问辅存，程序和数据在需要时才传送到主存。
高速缓冲存储器：CPU的速度还是远高于主存的存储速度的（现在较高的DDR3 1600MHz内存条和较高CPU的主频是3.3GHz），所以又在主存和CPU之间增设了高速缓冲存储器，Cache的存取速度比主存快，但比主存更小，价格更贵，用来存放当前最急需处理的程序和数据，以便快速地向CPU提供指令和数据。
（4）运算器
运算器的任务是对信息进行处理和运算的部件，简而言之，就是执行算术运算和逻辑运算，所以又称算术逻辑运算部件，ALU。
核心是加法器，运算器中还有若干个通用寄存器或累加寄存器。注意：寄存器的存取速度比存储器的速度快得多。
（5）控制器
控制器主要工作就是取指令、翻译指令，控制计算机各部分执行指令所规定的任务。
关于高速缓存的详细内容参考一下内容：
L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存，分为数据缓存和指令缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大，不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成，结构较复杂，在CPU管芯面积不能太大的情况下，L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般服务器CPU的L1缓存的容量通常在32—4096KB。
L2 由于L1级高速缓存容量的限制，为了再次提高CPU的运算速度，在CPU外部放置一高速存储器，即二级缓存。工作主频比较灵活，可与CPU同频，也可不同。CPU在读取数据时，先在L1中寻找，再从L2寻找，然后是内存，在后是外存储器。所以L2对系统的影响也不容忽视。
L3 现在的都是内置的。而它的实际作用即是，L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟，同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。而在服务器领域增加L3缓存在性能方面仍然有显著的提升。比方具有较大L3缓存的配置利用物理内存会更有效，故它比较慢的磁盘I/O子系统可以处理更多的数据请求。具有较大L3缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短消息和处理器队列长度。
以上就是今天的全部内容。
